基于DEM数据的HEC-HMS和Vflo降雨特征模拟对比研究——以北京密云区为例

选用密云地区30 m和90 m DEM数据并运用ArcGIS软件提取该地区DEM数据的水文地理信息,通过分析水文模型HEC-HMS、EPASWMM和Vflo后选择应用HEC-HMS和Vflo模型对该地区降雨进行分析.同时,统计分析密云地区过去30年(1989—2018年)的降雨数据,并结合研究区水文情况,基于密云地区普通降雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨的降雨数据选用HEC-HMS和Vflo软件进行水文模拟.结果表明,HEC-HMS和Vflo软件可有效地模拟密云地区的降雨情况.HEC-HMS和Vflo软件输出的仿真结果很好,仿真模型的确定系数均大于0.82.分析HEC-HMS软件输出的普通降雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨的降雨强度及其它参数,发现降雨强度越小模拟结果越接近实际数值,基于Vflo水文模拟软件也有相同结果.这同时也说明在对暴雨、大暴雨和特大暴雨进行水文模拟时需要开发或优化相应软件来满足实际需求,最终为生态系统建设提供一定的研究基础.     

筛板洗选效果的数值模拟研究

选用雷诺平均Navier-Stokes方程,采用标准κ-ε模型,定义专门的边界模型条件,运用流体分析软件对圆弧波浪式筛板和直条式筛板的洗选过程分别进行数值模拟,得出了原煤颗粒入流速度为2m/s时,两种筛板在洗选过程中的速度分布图、密度分布图,根据模拟结果分析,对传统的直条式筛板进行优化设计,设计出圆弧波浪式筛板并进行工业性试验,与传统的直条式筛板的透筛物和分选效果进行比较,比较结果表明圆弧波浪式筛板在筛选效果上比直条式筛板更具有优越性,同时也验证了湍流模型选取的合理性。     

地铁车站火灾和人员疏散仿真模拟技术发展的新思路

简述了近百年来地铁轨道交通系统的发展,分析了地下轨道交通系统事故灾害的特殊性和严重性。在消防安全领域,对于火灾和人员疏散仿真模拟常采用计算机仿真模拟技术,但较为成熟的火灾和人员疏散仿真模拟软件建模操作复杂,而目前在建筑行业流行的建筑信息模型(BIM)则可以快速建模,弥补仿真模拟软件建模的局限性,且全面展示模型信息。以FDS火灾烟气模拟软件和Pathfinder人员疏散模拟软件为例,概述了将Revit三维建模软件导入仿真模拟软件的可行性及便利性,以为地铁车站火灾和人员疏散仿真模拟技术的发展提供新思路。     

微颗粒在表面粘附的力学模型可视化研究

通过中外文数据库对微颗粒在表面粘附的力学模型研究成果进行了检索,分析发现这些模型抽象、不直观,不利于理解和研究粘附的机理,基于此,利用MATLAB软件对这些粘附力学模型进行可视化模拟,通过归纳、分析和总结评价,提出今后的研究方向.     

卡鲁塞尔氧化沟液-固两相流动混合物模型与两相水力特性模拟

采用CFD数值计算的方法研究了卡鲁塞尔氧化沟工艺的污水-污泥两相水力特性.将污泥沉降模型进行湍流影响修正后与两相湍流混合物模型耦合,建立了氧化沟液固两相湍流混合物模型,实现了垂向上液固两相运动的分离;利用计算流体软件Fluent对工业规模污水厂氯化沟的污水-污泥两相流速进行模拟,结果表明,两相流混合物模型较好地揭示了氧化沟内混合液流场和污泥的分布情况,污泥浓度与流速呈负相关.     

转炉烟气净化装置——环隙洗涤器的性能研究

环隙洗涤器作为第四代转炉烟气净化技术的核心部件,得到越来越多的重视。通过三维建模软件Pro/E、前处理软件GAMBIT、流场仿真软件FLUENT建立三维模型及模型网格的划分,对环隙洗涤器进行仿真模拟分析,得出结论:模拟结果与数学计算结果相一致,仿真结果有一定指导作用;考虑到除尘效率和流速稳定性问题,最佳行程控制在30~50mm。     

CALPUFF模型在某露天煤矿煤尘模拟中的应用

煤炭露天开采是我国煤炭生产的主要方法,为了验证CALPUFF模型在露天开采中,对煤尘浓度的模拟情况,本文耦合使用MM5/CALMET及CALPUFF软件,对某露天煤矿煤尘浓度进行模拟,并与监测值进行对比分析,发现监测值和模拟值的相关系数最高可达0.88,说明模拟值具有较高可信度.     

颗粒轨道模型用于烟气脱硫喷淋塔两相流数值模拟

以FLUENT软件为计算工具,采用Euler-Lagrange方法模拟喷淋塔内部气液两相流动.气相用标准k-ε湍流模型描述,喷淋液滴用颗粒轨道模型描述.综合考虑颗粒受力分析、颗粒湍流扩散以及气液两相耦合3方面影响因素对颗粒轨道模型进行设置,从液滴粒径分布、液滴出口速度、喷淋夹角3个方面对喷嘴射流源进行精确定义.模拟结果表明:喷淋塔内轴向气速分布均匀;中空锥形的喷嘴设计使喷淋液形成伞状雨帘,有效防止烟气短流;塔内液滴浓度分布存在中间高、边缘低的问题,可通过改进喷嘴布置方案加以改进;颗粒轨道模型能够较好地预测喷淋塔内两相流动.     

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD (Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

FCASM3模型模拟UNITANK工艺的研究

本文应用MATLAB软件,基于嵌入沉淀模型的FCASM3模型对UNITANK工艺进行模拟,得出系统内的稳态值及可视化模拟结果,该模拟结果能够较准确地模拟活性污泥系统中的各种生物活动及其相互作用,具有一定的应用前景.     

反硝化滤池的数值模拟与模型校正

建立了反硝化滤池中试系统,在滤速8m/h,进水C/N分别为4和5两种工况条件下运行,考察其反硝化处理效果,结果表明在进水C/N=5条件下,出水TN浓度由14.52mg/L下降为7.14mg/L.应用BioWin软件,构建了反硝化滤池中试系统的模型,基于滤速8m/h,进水C/N=5条件下的运行数据,应用常规灵敏度分析法(Si,j)和均方根灵敏度分析法( ),对BioWin软件中的412个参数进行了灵敏度分析,结果表明,对反硝化滤池中试系统模拟结果影响最为显著的两类参数为:与甲基营养菌有关的计量学参数及与生物膜有关的参数.根据灵敏度分析结果,选取5个灵敏度最高的参数,通过调整参数值对所构建的反硝化滤池模型进行了校正,应用于滤速8m/h,进水C/N=5条件下的运行模拟取得了较好的效果.最后应用校正模型对滤速8m/h,进水C/N=4条件下的运行结果进行模拟,结果表明模拟值与实测值同样能够较好地吻合.由此得出结论,本研究所构建的反硝化滤池中试系统模型及基于灵敏度分析的模型校正方法是有效的,可用于实际反硝化滤池工艺的模拟.     

地下水三维数值模拟及其优化开采

通过总结地下水三维数值模拟及其优化开采的研究方法，本文建立了地下水概念模型、数学模型、三维数值模拟模型和优化模型的耦合模型，最后提出了联合运用地理信息系统软件Arc View、地下水模拟软件FEFLOW和最优化软件Lindo或Lingo的实现方案。     

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD(Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.     

烟气脱二噁英过程中活性炭喷射工艺优化模拟

利用FLUENT软件对烟道内喷吹活性炭进行数值模拟。从模型建立、网格划分、边界条件设置等方面详述求解过程,并对模拟结果进行后处理和分析。考察烟道中喷吹二噁英吸附剂活性炭时的浓度场的分布,考察喷吹位置、喷吹角度等的影响,做出数值模拟预测,初步提出合理的活性炭在烟道中的喷吹方案。结果表明Fluent软件可以很好地应用于该模拟,为活性炭喷嘴的设计提供参考。     

砂尘环境试验风洞稳定段和收缩段的数值模拟研究

采用计算流体动力学软件FLUENT,对砂尘环境试验风洞中稳定段和收缩段的气固两相流流场进行数值模拟.给出了计算采用的湍流模型及计算区域的网格划分技术.通过分析稳定段和收缩段的两相流流场的速度梯度分布,得到了反向加砂方式优于正向加砂方式的计算结果.     

基于等效渗透系数法修正的多节点井流模型北大核心CSCD

管道是含水层中十分常见的水文地质结构,目前关于含水层中地下水管道流模拟常用的模型有等效渗透系数模型、多节点井流(MNW)模型和管道流(CFP)模型,其中MNW模型和CFP模型被耦合到地下水数值模拟软件MODFLOW中。MNW模型使用有限差分网格渗透系数对管道流进行计算,在数值模拟过程中假设包含管道的含水层网格渗透系数为孔隙介质渗透系数,但其并不能反映管道-含水层网格系统的高渗透性。基于等效渗透系数法对MNW模型进行修正,为了检验修正后MNW模型的模拟效果,以二维砂槽试验数据为例,分别采用CFP模型、原始MNW模型和修正MNW模型对管道周围含水层地下水流场进行了数值模拟,并将模拟流场与实测流场进行了对比分析。结果表明：修正MNW模型与原始MNW模型相比其模拟误差降低了76.14%,且其模拟误差小于CFP模型,说明修正后的MNW模型提升了多节点井流模型对含水层中管道流的模拟效果,更好地体现了现实中管道与含水层的双重介质性,对更加高效而准确地进行含水层中地下水管道流数值模拟具有实际意义。     

下进气式袋式除尘器内部流场的模拟

利用FLUENT6.3软件分别对下进气方式下的直管式和四棱台式两种不同进口结构的袋式除尘器内部流场进行模拟,根据数值模拟的结果,对其进行各自内部流场均匀性的分析研究,在此基础上对两种不同进口结构的袋式除尘器内部流场的性质进行比较,模拟结果对袋式除尘器的设计有一定的参考价值。     

小区规划方案的大气流场模拟及环境影响分析

在城市小区中应用计算机对规划方案进行模拟分析尚处于探索阶段。文章针对天津市某小区中的部分建筑,以天津市多年平均气象要素作为初始条件,计算过程选用标准的k-ε模型,结合Fluent软件进行流场模拟分析。通过模拟结果分析狭管风、空腔区和小风区在小区建筑物周围的分布特征,提出将产生的环境影响。研究结果表明,应用Fluent进行城市小区规划设计的大气流场模拟分析,具有实际应用价值,并对小区的环境规划具有指导意义。     

隔堤对储罐区全面积火灾影响的数值模拟研究

为研究设置隔堤对阻止罐区火灾蔓延的作用及意义,选择典型规格储罐及油品,筛选事故场景进行事故影响模拟对比。首先采用Phast软件进行初步筛选,分析隔堤池火灾对相邻储罐的影响,然后根据二维初步模拟结果,用KFX软件建立三维模型,研究不同规格储罐设置隔堤对阻止火灾蔓延的有效性,最后根据研究结果,提出储罐区安全管理建议。     

BIOLAK工艺的BioWin稳态模拟及优化研究

利用BioWin 3.0软件,对丹徒污水处理厂进行BIOLAK工艺建模,基于监测、运行及前期调研数据,进行预设稳态模拟、模型参数的敏感性分析、模型校准及验证.模型参数敏感性分析表明,对出水水质有影响的动力学及计量学参数有12个,通过参数调整,可以校准模型.模型验证表明,已建工艺模型基本能模拟实际运行出水状况.采用经验证的BioWin模型模拟了不同运行工况下出水水质的变化,结合污水厂设备设施运行情况,预测并总结出优化的运行方案.