井下采煤影响矿区坡面形态及侵蚀的数值模拟分析

针对井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律这一特殊性,从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采厚、地表坡面坡度等因素为变量,构建了20个不同类型的数值模型,通过数值模拟方法研究并揭示井下采煤对地表坡面形态及侵蚀的影响规律。结果表明,第一,地表坡面坡度会随采厚增加而呈现增大的趋势,且自然坡度越大,坡度变化量越大;相同采厚条件下,坡度增大率与坡面自然坡度整体上呈负相关。第二,地表坡面坡长会随采厚增加而呈现减小的趋势,且自然坡度越小,坡长变化量越大;随采厚增加,地表坡面坡长减小率与自然坡度呈先正相关后负相关的关系,自然坡度为26.57°是拐点。第三,采厚的增加会提高地表坡面产流产沙的强度,加剧坡面侵蚀,这种效应在坡度较小的坡面更加显著;井下采煤引起地表坡面坡度的增大是产生这一规律的主因。     

基于典型降雨TN入库过程的水库水质响应数值模拟分析

以东北某大型水库为例,应用MIKE3软件,根据夏季典型降雨入库过程,模拟了水库水动力场。根据面源污染物入库质量浓度的时间变化特征,以TN为代表因子,对TN入库的动态过程进行了三维数值模拟。结果表明:面源污染物TN质量浓度与降雨量和入库流量有较强的相关关系;强降雨初期是面源污染的高峰期;在空间分布上,TN污染团中心在12 h、42 h、60 h、78 h时迁移扩散至入库口下游0.42 km、2.25 km、3.33 km、4.04 km;在时间尺度上,TN表层在对应时刻超标范围分别为0.98 km2、2.72 km2、3.71 km2、4.77 km2,污染团中心的质量浓度逐渐降低,分别为3.6 mg/L、3.1 mg/L、2.5 mg/L、2.1 mg/L。     

制曲车间多尘源粉尘分布特征数值模拟

为揭示制曲车间粉尘运移规律及其分布特征,以某酒厂制曲车间拆曲工艺区为研究背景,基于高斯模型建立制曲车间粉尘质量浓度方程,运用Fluent软件数值模拟自然通风条件下,不同尘源位置及数量等多种工况的制曲车间粉尘扩散过程,并相互验证粉尘质量浓度的理论计算值、数值模拟结果与实测数据,得到不同工况下制曲车间粉尘质量分布及运移时空演变特征。研究结果表明：发酵仓内尘源位于不同位置时,粉尘主要集中于作业面附近,其中,仓内近窗作业与中部作业相比较,前者造成发酵仓粉尘高质量浓度区域更广,全尘峰值质量浓度在200 mg/m³附近上下波动;与走道相对位置不同的发酵仓进行近窗作业时,走道粉尘主要集中于作业仓附近,多个发酵仓同时作业与单仓作业相比,多尘源会对走道粉尘分布产生叠加效应,其中,相邻仓作业时走道粉尘污染最严重,全尘质量浓度高达75 mg/m³以上;单仓、相邻仓、相对仓作业工况下,分别在作业时长为525、470、498 s前后,粉尘已扩散至整个走道。     

平地型铀尾矿库氡大气扩散数值模拟及环境效应分析

以平地型铀尾矿库为研究对象,采用数值模拟方法,分析了铀尾矿库下风向的氡扩散和浓度分布,并预测了该地区常年主导风向下氡对公众所致的年有效剂量。结果表明,风速从0.5 m/s变化到2.0m/s时,氡在尾矿库下风向的积聚范围由5 000 m缩减为2 500 m,尾矿库下风向2 500 m距离以内的氡浓度降低较快,随着距离的增大,近地面区域氡浓度不断降低,5 000 m外氡浓度变化渐趋平缓。U10=0.5m/s时尾矿库下风向地区的氡浓度比其他风速下最高高出近43%。对照公众个人的年有效剂量标准,考虑风频风速影响,对氡的环境效应分析表明,低风速下现行标准中铀尾矿库防护距离的规定值偏小,应进行适当调整。     

综掘面旋流风幕抽吸控尘流场数值模拟

针对目前井下巷道内综掘工作面产尘量大,煤尘浓度高,降尘效率低的实际现状,探讨了配有附壁风筒的综掘工作面旋流风幕抽吸控尘的新型降尘方式,建立气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,利用Fluent对巷道流场进行数值模拟,并分析了风流扩散规律、粉尘分布规律以及影响粉尘分布规律的因素.模拟结果显示,综掘面旋流风幕抽吸控尘系统可在机掘工作面的有限空间内形成一个具有屏蔽作用的旋转风幕,将粉尘基本封闭在距掘进面0～3m的范围内.抽风口距离掘进面越近,高浓度粉尘存在范围和巷道中的粉尘浓度越小;增加抽风口个数可以提高除尘效率.     

有害物质泄漏扩散的数值模拟

有害物质泄漏是一种常见事故.利用高斯公式和三维有限元建立有害物质泄漏扩散数学模型,估测有害物质泄漏扩散的危害范围和泄漏物质扩散过程中浓度的大小,相应的数学模型可作为泄漏事故安全保障工作中预防为主的科学依据,从而为可能发生的事故进行预测预警.     

哈尔滨地区农业面源污染负荷估算与分析

为分析哈尔滨地区农业面源污染的形势和特征,根据哈尔滨市2002 2012年的农业统计资料,利用输出系数模型估算了该地区农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)年输出负荷.对估算结果分不同污染源、种植类型、畜禽种类进行了分析.结果表明:TN和TP的年输出总负荷基本呈逐年增加的趋势;影响该地区农业面源污染的主要因素为土地利用,其中,农业种植用地是TN、TP负荷的最大贡献者;畜禽养殖的污染贡献仅次于农业土地利用;由农村居民生活带来的面源污染也不容忽视.因此,哈尔滨地区农业面源污染形势不容乐观,必须大力开展防控工作,以改善该地区农业面源污染日益严重的趋势.     

重气扩散的数值模拟模型验证

重气泄漏扩散事故是经常发生且危害较大的一种事故形式 ,由于重气的密度大于空气 ,因此重气往往沿地面扩散 ,泄放物质进入人体将引起中毒事故 ,若泄放物质被点燃或引爆将引起大规模的燃烧爆炸事故。本文给出了描述重气扩散过程的数值模拟模型及计算方法 ,并采用本文提出的模型和算法 ,对ThorneyIslandTrial008实验进行了数值模拟 ,模拟结果与实验结果符合较好 ,说明本文提出的模型和算法是适用的。     

航天发射场液体推进剂的泄漏扩散模型研究

为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算,对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析,建立扩散模型,并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善;应用数值模拟方法进行仿真,将数值模拟结果与实验数据、理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:气体扩散模型与数值模拟及实验结果基本一致,但扩散模型计算结果偏小,这是由于推进剂进行了燃烧和氧化反应,扩散区域温度上升,大气稳定度降低,实际浓度更大。     

井喷后硫化氢扩散数值模拟研究现状

随着含硫天然气藏的勘探与开发,井喷后硫化氢扩散的研究显得非常重要.通过查阅大量文献资料,从井喷后硫化氢扩散数值模拟的不同模型入手,对箱及相似模型、API模型、浅层模型、高斯烟羽模型和CFD模型进行了阐述和分析,对比了各类模型的基本原理和优缺点,指出了硫化氢数值模拟的研究方向和完善措施.     

烟气扩散的CFD数值模拟

运用商业CFD软件Fluent模拟计算小尺寸下的简单烟气扩散规律.将结果用正态分布假设下的高斯烟羽模型验证.证明该软件模拟烟气扩散问题的可行性.     

易燃混合气体爆炸完全基元反应模型数值模拟

采用完全基元反应模型和高精度ENO格式对易燃混合气体爆炸过程进行了数值研究,对H2/O2/Ar混合气体起爆和爆轰波传播过程的数值模拟结果表明,计算的爆轰波阵面参数和实验相当符合,对轰波反应区化学反应的研究表明,参与反应的不同组分具有不同类型的变化特征,这些特征为爆炸灾害的预防设计提供了线索。     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

可爆性气体泄漏扩散时均湍流场的数值模拟

本介绍了一种基于κ—ε湍流模型的研究可爆性气体泄漏扩散的三维数值模拟方法。中对乙炔气体扩散试验的风场和质量浓度场进行了数值模拟，并将质量浓度场的数值模拟结果与风洞试验数据进行了比较。模拟结果与试验数据吻合得很好，从而验证了本数值模拟方法的有效性。     

地下弹药库爆炸产生的地面空气冲击波的估算与数据值模拟

对某地下弹药库爆炸冲击波传播过程进行了较详细的分析和数值模拟,得到了弹药爆炸时地面空气冲击波的等效经验计算公式。两种方法得到的不同距离的冲击波超压值基本一致。     

微波辐射作用下人体热调节的数值模拟

探讨了微波辐射的致热生物效应，研究了微波辐射与人体热调节的关系，建立了考虑微波辐射致热效应的人体热调节系统模型。采用数值模拟方法能方便地定量分析微波辐射的致热生物效应。     

中庭火灾烟气流动数值模拟

根据中庭火灾特点 提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失、不考虑燃烧过程、视火焰为体积热源,浮升力作用下火灾烟气湍流流动的场模型,并将辐射换热损失计人壁面传热损失,简化辐射换热模型计算,运用该场模型对中庭模型实验装置火灾烟气流动进行了数值模拟,采用通用软件PHOENICS进行数值计算,研究表明,数值模拟结果与中庭模型实验装置火灾试验结果吻合;以热源模拟火焰的方法对分析中庭火灾烟流发展规律可行。     

玉溪市中心城区TSP源解析研究

用多元统计方法中的因子分析法鉴别了玉溪市中心城区TSP的5种主要污染源，并估算了这5种污染源的贡献率分别为水泥／石灰石源占52．32％、土壤源占22．74％、道路交通源占12．06％、钢铁源占7．45％、燃煤及垃圾燃烧源占3．51％。     

一些典型管道煤气爆炸的数值模拟研究

为了研究煤气,瓦斯之类易爆品的爆炸机理以及怎样进行类似的灾害预防,本采用气体爆炸理论,对煤气爆炸问题进行了数值模拟,在整个模拟过程中不考虑外力,外源和热交换的影响,得到了可压缩流体的偏微分守恒方程;基于多流体网格法（MMIC）,给出了该问题的计算格式;最后对得到的结果进行了分析。并且运用可视从软件进行处理后获得了煤气二维爆炸场的动画模拟结果,从动画中可以比较直观且清晰地看到煤气的爆炸过程。     

火灾现象的数值模拟及其应用

本文讨论了模拟火灾现象的数值方法及其应用。着重研究了火焰发热、空气流动和烟尘传播的数学模型，讨论了紊流模型中浮力项的处理和边界条件的简化，并介绍了这一课题的研究现状和发展方向。