砂尘环境试验中颗粒沉降的数值模拟

对砂尘试验中试验段前后砂尘颗粒气固两相流场进行了数值模拟,计算中,将气相作为连续介质,采用两相耦合的Navier-Stokes湍流模型,,并用SIMPLE算法对流场进行数值模拟;将固相作为离散体系,采用颗粒轨迹法计算其运动轨迹。计算结果表明,试验段前后由于气流旋涡的诱导,使得砂粒会聚集在模型的前端和后端附近,说明此处较容易聚集砂粒。计算结果对自行设计与研制砂尘环境模拟试验设备具有重要的指导意义和实用参考价值。     

前墙结构对OWC气室捕能效果影响的数值研究

基于不可压缩黏性流体理论VOF(VolumeofFluid)方法建立了二维数值波浪水槽模型,将模拟波形与波浪理论值进行对比,分析了模型可靠性,并利用该模型研究了5种不同前墙结构OWC气室在不同波高、周期时的出气口速度和气室内空气压强。基于模拟结果,从波能-动能转换效率和气室内空气压强角度分析了前墙结构对OWC气室的捕能效果的影响。结果表明:对于传统的直立型OWC 气室,采用合适的前墙结构可有效提高OWC气室的捕能效果;相比三角截面(20D型,30D型)和矩形(Y型)截面前墙,采用椭圆截面(20TY 型,30TY 型)的前墙结构的捕能效果更优,且在周期较大(1.6和1.8s)时其作用更显著,其波能-动能转换率相对Y 型前墙结构气室平均提升37%;5种前墙结构不同的气室中,20TY型和30TY型前墙结构气室的捕能效果最优。     

脐带缆铠装层参数对拉伸行为的影响分析

脐带缆用于连接水上浮体和水下生产系统,缆芯由钢管单元、光纤单元和电缆单元等组装而成,缆体外层是由铠装钢丝层螺旋缠绕以及聚合物外护套组装而成,截面结构复杂。利用ANSYS有限元通用软件建立双层铠装脐带缆的三维多层接触摩擦有限元模型,计算其截面拉伸刚度,将拉伸刚度数值模拟值与理论结果进行对比,验证有限元模型的正确性;分析比较铠装层不同缠绕角度、缠绕方式和钢丝直径下脐带缆模型的拉伸刚度。结果表明:铠装钢丝层缠绕方式、缠绕角度、铠装钢丝直径对双层铠装脐带缆模型的拉伸刚度、最大等效应力模拟结果均有影响。     

高产天然气采气场站工艺降噪探讨

针对高产天然气采气场站工艺特点,利用流体力学软件对其主要噪声源进行仿真模拟,分别对弯管道角度、弯管道曲率半径、Z型管耦合、大小头结构、分离器等多种模型进行工艺降噪研究,提出了减少弯头个数、增大弯头曲率半径、增大相邻弯管距离、增大大小头端面间距、增大分离器出口直径等措施,初步形成高产天然气采气场站工艺降噪措施推荐做法。     

基于因子分析—模糊综合法的地下水环境影响数值模拟分析

利用因子分析—模糊综合法,探索地下水环境影响的数值模拟变动情况。先构建不同岩层地下水FLAC模型,利用其观测地下水抽采深度对于水压力影响状态,进行物质累计项的计算,构建离散数值模拟框架,研究地下水标定点位压裂区域水压的变动,测算出最终的地层压强值。测定过程中地下水环境会发生改变,压强控制在120～350 kPa之间。数值模拟分析过程中,随着地层深度的增加,地下水环境会发生一定的改变,地层压强值逐渐增大;反之,地层深度减少,地下水环境地层压强值逐渐减小,对地下水的流动方向以及径流都会发生对应的影响,存在正向的变动关系。     

不同温度层结城市街区内气流与污染物扩散的数值模拟研究

采用3-D计算流体力学(CFD)技术模拟不同温度层结下城市街区内气流与污染物扩散规律,并与Uehara K等人风洞试验结果进行对比分析,应用Pontiggia M.等人基于Monin-Obukhov (M-O)理论添加外部源相方法对RNG k-ε模型k方程与ε方程进行修正,建立数值风洞模拟技术,结果表明,不同温度层结下,街区中下部速度非常低,为来流的1.5%左右,街区内部均形成一个稳定的涡,涡的强度受温度层结影响较明显,稳定层结下,街区内涡流较弱,不同温度层结下k/U2700最大值均出现在街区建筑物迎风角附近,较高归一化k/U2700出现在不稳定层结下。不同温度层结下街区内背风侧墙上污染物的浓度均大于与迎风侧墙浓度,较高归一化污染物浓度均出现在污染源的上风向。由于稳定层结抑制了垂直方向上气流的运动,近地面稳定层结归一化浓度值最大,而不稳定层结归一化浓度值最小。总之,温度层结对街区内流场结构与污染物扩散能力影响较为显著,不同温度层结下,由于街区内部与环境大气温度存在温度差,影响了街区内流场结构与湍流特征,从而影响了街区内污染物的扩散特征。     

SCR脱硝装置中整流格栅的优化设计

基于CFD模拟软件对某选择性催化还原(SCR)脱硝装置进行数值模拟,分析了不同整流格栅间距、形式对反应器上部流场的影响。以不同高度截面的烟气速度变异系数CV和最大烟气入射角为定量评价指标,给出了满足性能要求的整流格栅设计参数范围以及最优设计方案。     

过滤分离设备在天然气长输管道中的应用

天然气中的固体颗粒杂质以及液滴会对压缩机、流量计、管道造成磨损和腐蚀,影响长输管网的运营安全,因此必须安装过滤分离设备去除上述污染物。文章介绍了天然气过滤分离器、气-液聚结分离器、旋风分离器以及组合式过滤分离器的技术原理及特点,并对不同设备在天然气长输管道中的应用进行了探讨,为过滤分离设备的选用提供参考。     

波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值模型研究

为了研究波浪与抛石潜堤相互作用过程中大自由表面变形和堤内渗流等强非线性紊流运动问题,利用改进的MPS法,建立了模拟波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值计算模型。模型将抛石潜堤假定为均质多孔介质,采用Drew的二相流运动方程描述多孔介质内外的流体运动;通过在动量方程中增加非线性阻力项,并引入亚粒子尺度紊流模型,模拟波浪与可渗结构物相互作用过程中的紊流运动。选取“U”型管中多孔介质内渗流过程和孤立波与可渗潜堤相互作用两个典型的渗流问题,通过将数值计算结果与理论解和实测值的对比分析,对所提出的MPS法紊流渗流模型的模拟精度进行验证。结果表明：基于改进的MPS法构建的垂向二维紊流渗流模型可以很好地再现 “U”型管中多孔介质内渗流以及波浪作用下可渗潜堤内外的复杂流场,显著缓解流-固界面处的压力震荡与粒子分布不均匀问题,实现了较高的模拟精度。     

海上溢油数值模拟研究进展

为了更好地处置溢油事故对海洋环境造成的污染,运用数值模拟预测溢油流散规律对有效围控油品泄漏后的扩散范围意义重大。文章分析了溢油模拟研究面临的难题,分别从油膜扩展、动力漂移、油膜粒子化和风化作用4个方面综述了溢油基础模型的发展。结合最新研究成果阐明了溢油数值模拟发展现状,对比分析了当前国内外广泛应用的溢油模型及软件的原理、适用条件及优缺点。在此基础上,指出目前溢油数值模拟存在的问题及今后的研究重点,指出一种运用欧拉-欧拉法建立溢油模型的新思路。     

生产陶瓷多管旋风除尘器的一个创新

目前国内环保产品市场上,仍有相当一部分客户订购陶瓷多管旋风除尘器。原因是陶瓷多管旋风除尘器比铸铁多管旋风除尘器使用寿命长8～12年,且结构内部光滑,耐磨损,有利于提高除尘效率。国内通常的设计采用斜盖板结构,如图1所示。陶瓷多管旋风除尘器的关键部件由陶瓷旋风分离器、导向器、芯管组成,如图2所示。但是,陶瓷旋风分离器的芯管在1000℃以上高温加工,其高度只能达到400mm左右,而铸铁多管旋风除尘器的芯管采用无缝钢管加工,长度可以随意取舍。由于制造困难,陶瓷旋风分离器芯管在除尘器里只能以等高距离排列。而等高排列接受引风,造成引…     

两级速度梯度锥形流化床混凝装置内絮凝特征的研究

对在锥形流化床反应器中,利用硅胶颗粒和树脂颗粒的密度及尺寸差异使混凝反应在颗粒流化作用下、依次经历多级速度梯度发生进行研究,并对不同流态化条件下的混凝效率和生成絮体的形态特征进行了对比研究。     

空调房间湍流流场的数值模拟

建立了描述空调房间流场的k—ε湍流模型,并用大型通用有限元软件ANSYS对其进行了数值模拟。结果表明：送、回风口的位置相同,房间的湍流结构大体相似。文中还对房间的给风速度进行了优化计算。     

空气质量预测模拟技术演变与发展研究

近年来我国的环境问题日益引人注目,大气污染问题显得尤为突出。空气质量预测技术方法能够提前预测区域空间内的大气污染物浓度,其发展十分迅速。本文介绍了一些国内外常用的空气质量预测技术方法的原理及案例,对其结果与局限性进行归纳总结,并对其未来发展提出展望。空气质量预测技术方法分为两类:数值模拟和统计学习,数值模拟通常可以分为第一代、第二代和第三代空气质量模型,统计学习可以分为简单经验统计和机器学习。两类方法的目的都是尽可能真实、准确地实现特定时间、特定区域范围内大气污染物浓度的预测,但两类方法的原理算法差异较大。该研究系统梳理了空气质量预测技术方法演变的历程和发展的现状,展望了其发展趋势,分析了建立、健全空气质量预测技术标准规范体系的重要性,提出了相关参考建议。     

基于CFD的脱硫除尘系统烟道阻力控制

本文针对某钢厂高炉烟气旋转喷雾半干法脱硫及除尘项目,由于设备运行时,出气烟道阻力过大,发生了脱硫塔旋转雾化器顶部出现正压、动力电缆被烧坏的状况,导致设备无法正常运转,故采用CFD技术对其流场进行数值模拟,给出烟道的整改和导流板的布置方案。结果表明：科学合理的烟道布置形式及内部导流装置的应用对系统的良好运行发挥了重要作用,能保证烟道内烟气相对均匀,减少引风机出力,从而实现系统的正常运行并节能降耗。     

高梯度磁分离的过滤性能计算

文章分析了高梯度磁分离器的粒子捕获机理给出了性能计算方法。首先从ＨＧＭＳ的单线模型出发，导出表征ＨＧＭＳ性能的基本量磁速Ｖｍ，然后求出捕获半径ＲＣＯ，得出一系列磁性粒子的轨迹曲线，并且考虑了在ＨＧＭＳ工作状态时的粒子保持情况；再由物质平衡原理得出物质平衡方程。由分析ＨＧＭＳ的捕获几率得出速率方程，运用四阶龙格库塔法对磁分离方程进行数值解，求出穿透曲线；最后通过实验，与推导的结果作了比较。对运用高梯度磁分离器设计废水废气处理设备具有实际意义。     

环境水动力数值模拟的研究现状与展望

水动力数值模拟为水环境中污染物的迁移转化提供了重要的背景。水动力数值模拟的发展经历了数值计算、单因素模拟、多因素模拟3个阶段。本文在分析了环境水动力数值模拟的发展过程与研究现状的基础上,结合当前学科发展动态,预测了其未来研究的主要方向。     

餐饮油烟净化器流场特性研究

文章针对静电式油烟净化器,通过数值模拟方法,研究其内部流场,观察其速度场及压力场分布特性,为后续优化净化器结构做准备,同时也为设计研发出安全、高效的净化器提供参考.     

数值模拟技术在二沉池设计中的应用

二沉池的运行状况对整个污水处理系统的处理效果有重要影响。沉淀池的处理效果与沉淀池内水流特性密切相关。传统的沉淀池设计基于理想沉淀池假设和静置沉淀实验,对沉淀池内的水流特性考虑不多,设计参数选择范围宽,经验性强,不能保证沉淀池内的泥水分离和浓缩效果。计算流体力学是一种较为成熟的数值模拟技术,已广泛应用于水处理构筑物在设计条件下的内部水流特性和行为的研究,为预测沉淀池的运行状况和结构改进的效果提供了有效手段。本文对沉淀池内的水流特性和流体力学在沉淀池研究中的应用进行了描述。     

大型浅水湖泊三维水环境数值模拟及关键参数研究

浅水湖泊也存在水动力垂向分层结构及污染物垂向非均匀分布情况,水力结构对水环境变化有重要影响,需要采用更加精细化的数学模型模拟其过程。针对国内外大型浅水湖泊三维水环境数值模拟相关研究及水动力参数取值方案进行了综述,对现有成果进行了总结与分析。指出下一步亟需构建复杂边界条件下的生态动力学模型,探索多条件耦合的富营养化微观响应机制,加强数值模拟精细化及参数规范化研究,为探索浅水湖泊水动力及水环境提供理论依据和技术支撑。