边界层参数化方案对FLEXPART-WRF耦合影响的数值模拟研究——以某核电站为例

核电站发生事故时放射性核素释放到大气中会对周围环境造成污染。为揭示核事故下放射性核素在大气中的扩散规律，将中尺度气象模式WRF与拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART相耦合，以某核电站为例，采用WRF中的3种典型边界层参数化方案(YSU、MYNN2.5、ACM2)对一次台风过程期间的放射性物质扩散进行了虚拟算例模拟，分析了参数化方案对耦合模型FLEXPART-WRF模拟结果的影响。结果表明：3组参数化方案的风场模拟结果均与观测数据吻合较好，浓度和湿沉降扩散结果基本反映了模拟区域的流场和降水特征；扩散速度受不同边界层方案气象模拟结果的影响，ACM2方案的扩散速度最快，分别较MYNN2.5和YSU快3～16h; 3组方案的湿沉降值均先快速增大后趋于稳定，峰值以ACM2最大，MYNN2.5居中，YSU最小，数值相继差约1.0E+6 pg/m²。耦合模型可用于评价核事故下气载放射性核素扩散对环境的影响，进而综合各边界层参数化方案的模拟结果开展防护行动。     

陇东油田典型场站VOCs扩散模拟研究

对陇东油田某联合站通过现场调研测试和数值模拟,结合高斯烟羽扩散模型,重点分析了场站内的油气扩散机理。结果表明,要注意VOCs在储罐后方背风侧的叠加,易引发油气聚集;同时,由于重力和涡流的作用,VOCs扩散呈现整体向下趋势,上风向的建筑和防火堤对VOCs扩散进行阻碍,而在罐间、三相分离区和防火堤之间VOCs浓度达到爆炸极限范围,容易引起火灾爆炸。通过VOCs扩散模拟研究得出该站点需要加强密闭管理,原油储罐逸散的VOCs存在安全风险,需要采用油气集成回收系统进行收集处理。     

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。     

带内锥的扩散式分离器内两相流动的数值模拟

对于一种带内锥的切向进口扩散式方形分离器,利用考虑各向异性的雷诺应力湍流模型和颗粒随机轨道模型对其内部的两相流动情况进行了数值模拟,分析了其内部不同截面高度的气相流场的轴向、切向和径向速度分布,计算了颗粒分级分离效率,颗粒轨迹等。数值模拟结果表明,分离器内呈典型的双层流动结构,方形截面在其拐角处对气流存在扰动,主要影响其切向速度,该分离器对8μm以下颗粒分离效率较低。     

垃圾风选设备结构优化数值模拟

我国城市生活垃圾处理塑料分选技术尚处于起步阶段,设备分选效率低是目前影响该技术应用的核心问题．另外能耗偏大也是影响其广泛应用的重要原因。本文以流体力学基本原理为基础,将传统直筒立式风选设备改为折线形,应用流体模拟软件FLUENT对其结构进行了模拟优化设计。     

沈阳市某装备制造产业园地下水污染物运移模拟研究

为摸清沈阳市某装备制造产业园地下水污染运移规律,科学指导当地生态环境管理部门开展工作,以该园区为研究对象,采用有限差分法,建立了该区域地下水水流数值模型,并利用地下水数值模拟软件(GMS软件)模拟预测了连续源强和瞬态源强污染物泄漏情景下1年、5年、10年及20年后污染物在地下水中的运移情况.经计算得到结论如下:①连续源...     

保温材料的密度对非稳态测试过程影响的数值模拟研究

本文采用数值模拟的方法对保温材料的密度对台架试验箱的非稳态测试过程的影响进行了研究。得出并分析了保温材料的密度对非稳态热传导过程中的非正规状态、正规状态阶段及试验箱内温度均匀度的影响程度。最后,对本文进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

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。     

袋式除尘器气流组织的数值模拟分析

文章通过采用流体动力学CFD软件对袋式除尘器中单元模块的除尘空间气流组织进行数值模拟分析，给出了不同位置的布袋不同高度上的气流速度图，将模拟结果与实际工程运行情况进行对比，分析了其可靠性，为袋式除尘器的改进和设计提供了理论依据。     

基于MIKE 21的汾河水库挟沙水流水质数值模拟研究

为了揭示悬浮泥沙(SSC)对水库水质的影响规律,对汾河水库进行样品收集和长期水质监测,采用水动力模型与泥沙转移和富营养化模型相结合的方法,将这三者关联耦合,并通过实测数据对模型进行参数率定和验证,分析含沙水和不含沙水中总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、溶解氧(DO)四项指标,得出两者对水质造成的影响。结果表明:SSC对TN、TP的去除作用明显,对Chla、DO浓度分布影响较小,并计算了污染物的释放量以及贡献率,得出TP的负荷仅为16.47t,而贡献率高达25.25%。因此在汾河的污染控制方面应侧重削减磷,进而改善汾河地区的污染现状。     

基于MIKE 21的汾河水库挟沙水流水质数值模拟研究

为了揭示悬浮泥沙(SSC)对水库水质的影响规律,对汾河水库进行样品收集和长期水质监测,采用水动力模型与泥沙转移和富营养化模型相结合的方法,将这三者关联耦合,并通过实测数据对模型进行参数率定和验证,分析含沙水和不含沙水中总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、溶解氧(DO)四项指标,得出两者对水质造成的影响。结果表明:SSC对TN、TP的去除作用明显,对Chla、DO浓度分布影响较小,并计算了污染物的释放量以及贡献率,得出TP的负荷仅为16.47t,而贡献率高达25.25%。因此在汾河的污染控制方面应侧重削减磷,进而改善汾河地区的污染现状。     

数值模拟在地下水领域的应用现状及展望

地下水是重要的工农业和生活用水来源,过量开采及污染排放造成的地下水水量减少或水质恶化是全球水文学者关注的热点问题之一.数值模拟具有建模流程简单、求解方法多样等优点,是研究地下水问题的主要手段.介绍了数值模拟方法和国际上最具影响力的地下水数值模拟软件,分析了它们在结构和功能上的特点,综述了每种软件最具代表性的应用领域.V...     

露天煤矿道路双侧管路喷雾降尘数值模拟研究

卡车道路运输是露天煤矿最大粉尘源之一,粉尘污染对煤矿职业人群健康、卡车司机能见度均产生影响。湿式喷雾是从产尘根源上解决道路粉尘的有效方法,且喷雾参数直接决定防尘效果及其经济成本。以霍林河北露天煤矿卡车路面为研究背景,采用FLUENT19.2建立卡车道路喷雾降尘模型;分析喷嘴角度、孔径及喷洒量对粉尘浓度的影响机制。研究结果表明：卡车路面粉尘产生机制为碾压破碎、离心抛洒及诱导气;增加颗粒含水率可有效减少扬尘负荷,喷嘴最佳入射角度为30°时,雾距对路面覆盖度良好;喷嘴孔径为10 mm时,斯托克斯碰撞系数最大;喷水量为0.15 L/m2及土壤含水率为4.0%时,路面粉尘控制效果最好。研究结论为有效控制露天煤矿卡车路面运输粉尘提供了理论依据。     

城市垃圾等离子气化技术模拟研究

简要介绍了等离子气化技术及其特点,以及国内外等离子气化技术的发展和应用情况。在分析探讨了等离子气化原理的基础上,借助Aspen Plus系统流程模拟软件,对我国城市垃圾进行等离子气化建模和模拟分析。     

基于数值模拟的水面溢油回收装置优化

为减小海面溢油,自主设计吸油单元组装结构,利用数值模拟的方法,研究吸油单元形状对吸油性能的影响,通过对吸油阵列单元速度场、油组分浓度场分析发现:圆形结构吸油单元表面平滑,运动阻力小,与流体接触面积大,有利于增加吸油效率。采用上下间隔三角阵列方式对吸油单元进行排布,研究不同流速下阵列单元横向间距、纵向间距、分布排数以及入口含油浓度对吸油效率的影响,发现吸油单元的横向间距对吸油效率作用显著,而纵向间距和入口含油浓度对吸油效率影响不大,随吸油单元分布排数的增加,吸油效率趋于稳定。在工程应用范围内,保持阵列单元横向间距为1.5 D,运动速度低于1m/s,阵列单元的吸油效率能达到90%以上。     

海上钻屑远距离输送技术及数值模拟研究

为解决“零排放”背景下渤海油田钻屑回收总量大、转移收集困难、高频次吊装等多项难题,满足整井段钻屑随钻实时输送的要求,开发了一种安全高效、适用于渤海油田水基钻屑处置的远距离输送技术。依托曹妃甸A钻井平台“零排放”项目,对拟定管线敷设方案开展了数值模拟研究,分析了钻屑在泵管中的流变性能与压力损失规律,并与现场实测结果作对比,验证了数值模拟方法的可靠性,更好地指导了装置选型和管线敷设方案设计;钻屑远距离输送技术在该平台成功实现了首次应用,高效稳定传输钻屑14 000 m³,平均每天减少吊装作业80次,释放钻井平台甲板面积约150 m²,保障了钻井作业的高效顺利实施,对“零排放”背景下钻屑的收集与输送具有一定的推广价值和借鉴意义。     

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。