离子风对ESP气流分布和除尘效率影响的数值模拟

针对离子风对静电除尘器内气流分布均匀性和除尘效率影响的问题,基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台,应用动力风模拟离子风,以数值模拟的方式进行研究。研究表明离子风会在静电除尘器内形成涡流,严重影响气流分布的均匀性;并且离子风会通过冲刷收尘极板造成二次扬尘,进一步降低除尘效率。研究还发现,在不同的烟气流速、粉尘直径、烟气含尘浓度和电晕极电压条件下,离子风对除尘效率的影响程度不同:烟气流速由0.1 m/s增加0.5 m/s,影响程度由24%降到1%;粉尘直径由1μm增加5μm、电晕极电压由35 k V增加到55 k V,影响程度分别由4%增加到18%、由0增加到27%;烟气含尘浓度由1 g/m~3增加到5 g/m~3,影响程度由18%降低到7%;超过5 g/m~3影响程度开始上升,由5 g/m~3增加到8 g/m~3,影响程度由7%增加到17%。     

绿地空间分布格局对城市热环境影响的数值模拟分析 ——以太原市为例

为探寻绿地分布格局对城市热环境的影响程度及方式,结合遥感技术,运用CFD数值模拟方法,对城市中五类常见的绿地布局形式的温度场和速度场进行数值模拟.结果表明:将CFD技术引入城市热环境研究,利用遥感技术对其进行参数修正,这一思路是可行的;根据典型绿地分布格局的热环境模拟分析,楔状格局具有较好的热环境效应,即该格局在城市中的降温效果最为明显;放射状和条带状的次之;点状格局对周边环境的降温效果相对较弱,但其速度场内局部漩涡最为明显,在小范围内的降温效果是比较明显的,可以作为改善局部小气候的手段;环状格局降温效果最弱.     

东亚边界层臭氧时空分布的数值模拟研究

利用嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)对2010年东亚地区边界层臭氧(O3)的时空分布进行了数值模拟,并评估了东亚边界层光化学反应的活性.结果表明,NAQPMS模式与观测结果较为一致,站点观测与模拟的日均值(月均值)相关系数达到0.56~0.91,模式能合理再现东亚地区地面O3的时空分布特征.东亚地区冬季边界层O3低值区出现在中国东部;春季O3浓度增加,西北太平洋沿岸地区O3浓度达60μL/m3左右;夏季东亚中纬度35°N附近大陆地区O3由于强烈的光化学反应呈现出一浓度高值带,浓度达60μL/m3以上;秋季东亚大部分地区O3浓度维持在40~45μL/m3左右.夏季中国京津冀和长江三角洲部分地区光化学净生成率已超过30×10-9/d.     

基于数值模拟的海湾环境容量价值损失的预测评估 ——以厦门同安湾围填海为例

基于海湾环境容量价值影响因素的分析,采用环境经济学的影子工程法,结合水动力数值模型及其与污染物扩散的耦合模型,建立了围填海导致的海湾环境容量价值损失的预测评估模型和方法,并以厦门同安湾为例,对同安湾4个围填海规划方案可能造成的环境容量价值的损失进行了预测评估.结果表明,方案1~方案4围填海面积依次为1.98,7.73,9.38,19.24km2,围填海造成的环境容量的损失依次为12281.3,48418.6,60706.6,132800.1万元/a,单位面积的损失依次为62.03,62.64,64.72,69.02元/(m2×a).围填海活动带来的环境成本不容忽视.基于评估结果,针对厦门围填海的现状提出了相关的政策建议.     

东亚大气可吸入颗粒物时空分布的数值模拟研究

利用嵌套网格空气质量模式(Nested Air Quality Prediction Model System,NAQPMS)模拟研究了2010年东亚地区可吸入颗粒物(PM10)的时空演变,并初步评估了其对人群健康的危险度.结果表明,NAQPMS模式能够合理地反映东亚地区PM10的时空分布,不同季节观测值和模拟值的总体相关系数达到0.65~0.85.2010年东亚PM10的地面浓度高值区(100μg·m-3)出现在我国华北、华中和内蒙古中西部等地区.其中,无机盐(硫酸盐、硝酸盐和铵盐)对我国东部PM10的贡献最大(10~70μg·m-3,20%~50%);一次PM10次之(5~50μg·m-3,10%~30%),有机物(5~30μg·m-3,10%~20%)和黑炭(3~20μg·m-3,3%~5%)紧随其后.PM10可以引起我国东部人群急性总死亡率增加2%~5%,对我国居民的健康水平构成了一定威胁.     

垃圾渗滤液对地下水水质影响的数值模拟预测——以冕宁县漫水湾生活垃圾填埋场为例

垃圾填埋场的渗滤液渗漏是周围地下水环境的主要威胁之一。以冕宁县漫水湾垃圾填埋场为例,预测垃圾渗滤液对浅层地下水环境的危害程度,通过Modflow和MT3D模拟分析了正常工况和事故工况条件下渗滤液中COD和NH_3-N在地下水中的运移过程。结果表明:在垃圾场运行中,地下水中污染物浓度增加并向下游扩展。正常工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为141 m,最大浓度为3.5 mg/L;事故工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为290 m,最大浓度为7.0 mg/L。随着污染物迁移距离的扩大,污染物浓度开始下降。垃圾场封场20年后,渗滤液中ρ(COD)和ρ(NH_3-N)分别为0.06,0.006 mg/L。     

出风口位置和风速对文印室苯扩散的影响数值模拟

采用理论计算和数值模拟的方法研究了不同的出风口位置和风速对文印室苯系物扩散的影响规律。结果表明:在建筑条件允许的情况下,文印室内采用单侧通风方式时的通风排苯效果最好;在建筑条件有限只能采用双侧通风方式时,存在一个最优的出风口风速使文印室内的通风排苯效果最佳;采用混合通风方式时,文印室内部分区域会出现苯系物的聚集情况,需根据室内物品的摆放和工作人员的主要活动区域综合分析并选择出风口的最佳位置和最优风速,以确保工作人员的健康安全。     

基于数值模拟的地下水环境影响预测评价体系初探:以黔西南岩溶某场区为例

目前地下水环境影响预测评价工作缺少完整的体系,污染评价不全面,无法及时捕捉污染事件或防控方案可执行性差的现象时有发生。总结了地下水环境影响预测中的主要问题,利用已有数值模型进行地下水受污过程评价,设计跟踪监测和防控方案、协同污染防控,提出"污染过程预测评价","跟踪监测方案设计"及"污染防控方案设计"的三层金字塔预测评价体系,同时以贵州西南岩溶区某场区为例,评价潜在的地下水环境并设计监测防控协同系统,以期在一定程度上为同类工作开展提供参考。     

应用数值法对井工开采对地下水预测研究——以晋城矿区赵庄煤矿为例

为了预测井工煤矿开采后地下水水位变化,及对矿区内居民水源井的影响程度,文章在详细分析赵庄煤矿区域及井田水文地质条件的基础上,运用VisualMODFLOW软件对该煤矿及周边影响范围进行了地下水流数值模拟分析,预测了赵庄煤矿开采后不同阶段地下水水位、水量及影响范围的变化,并分析了煤矿开采对当地居民饮用水源的影响,模型的识别与检验表明,所建模型能够较好地反映水文地质条件,能够与目前实际开采地下水影响相吻合。     

转炉煤气电除尘器气流分布数值模拟

电除尘器电场进出口气流分布的均匀性是影响电除尘器除尘效率的重要因素。基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,通过对方形和圆筒形两种外形转炉煤气用电除尘器的气流分布进行数值模拟计算,比较了两种外形电除尘器的气流分布差异,说明了圆筒形电除尘器较方形电除尘器气流分布状态的优越性。     

汽车环境风洞地面区域流场数值仿真

目的 探究汽车环境风洞地面区域流场规律,获取风洞边界层抽吸装置的最佳抽吸率和底盘测功机对风洞地面区域边界层厚度、风速、总压和静压的影响规律,并比较MRF法和旋转壁面法对底盘测功机转毂转动模拟的精度。方法 运用计算流体动力学方法对汽车环境风洞流场进行数值仿真计算。结果 边界层抽吸装置对应于喷口风速120 km/h时的最佳抽吸率为0.048。底盘测功机区域总压呈现下降趋势。相比于存在底盘测功机,汽车环境风洞无底盘测功机时,底盘测功机区域内相同位置的边界层厚度会增加1.28～12.22 mm。在前转毂的前侧、上侧、后侧和后转毂的上侧和后侧会有一个高风速区域,区域内风速比设定风速高1%～4%,与无底盘测功机相比,区域内静压值低0.32～46.02 Pa。在前后转毂前侧和后侧与地面相连接的凹部会有一个低风速区域,区域内风速比设定风速低1%～5%,与无底盘测功机相比,区域内静压值高0.08～49.34 Pa。底盘测功机转毂的转动会使附近区域的地面边界层厚度变大。在前转毂前侧,采用旋转壁面法进行模拟比MRF法地面边界层厚度增加近8 mm,而在其他位置,2种模拟方法对边界层厚度的模拟差别在1.5 mm...     

防沙堤风场特征数值模拟

基于FLUENT软件,采用标准湍流模型对防沙堤风场特征进行了数值模拟,研究了防沙堤迎风面和背风面设计方式对风场的影响。结果表明,防沙堤风场主要受迎风面坡度控制,坡度越陡对风速的衰减效果越好;对于固定形式的防沙堤,风场结构特征与风速无关,对不同风速的衰减比率是一定的。     

傍河地下水源地数值模拟与评价研究——以沈阳市浑河李官堡水源地为例

傍河水源地以其水量稳定、水质洁净等优点在我国北方普遍应用,地下水资源的准确评价为其良性运行的关键。结合实例,运用VisualM odflow对傍河水源地进行模拟,并在此基础上对其地下水资源进行评价及优化开采模拟分析。通过研究发现:①傍河水源地的模拟对河流的敏感性最强,其次为人工开采,而表征地下水系统特征的K、μ、a等参数的影响却不明显;②傍河水源地的模拟关键在于河流的处理。对非完整河流,在河床底部设置一层弱透水的缓冲区可取得满意效果;③傍河水源地的地下水资源量丰、枯年份相差不大,比较稳定;同时,地下水的资源量是个变量,随开采量增大而增大,且与开采井到河流的距离有关;④运用建立的水源地模型,可方便直观地对地下水开采进行优化调整,以更充分地袭夺地表水资源,从而促进水源地的良性生产。     

地下车库氡迁移的数值模拟研究

目的 研究地下车库氡浓度分布,提出改善地下车库氡控制的建议.方法 计算地下车库壁面的氡析出率,建立地下车库的几何模型,采用CFD数值模拟的方法研究室内温度、换气次数以及气流组织形式对室内氡浓度分布的影响.结果 平均氡浓度水平在室内温度为5℃时均处于最低值,在温度为35℃时均处在最高值,反映出温度的升高将削弱通风排氡的效...     

基于流体力学数值模拟的装甲车热环境分析

为更加准确地描述装甲车乘员室在不同条件下的热环境,采用两方程湍流模型,将装甲车置于数字风洞模型内,模拟求解不同条件下装甲车内的三维对流换热和空气流动状况,该方法可为装甲车乘员室热环境设计研究提供参考.     

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.     

基于熵模型的城市水资源承载力研究——以开封市为例

城市水资源承载力是水资源对城市社会经济发展规模支撑能力的表征,是城市水安全的基本度量,它是涉及社会经济系统、水资源系统和生态环境系统的一个衡量指标。论文利用灰色系统理论、模糊集理论和最大熵原理相结合的熵模型对开封市未来预测年份水资源承载力进行评价,特别考虑了半湿润地区开封城市主要利用黄河客水资源的特点,选取了客水利用率这一评价指标。研究结果表明,2010年和2020年开封市城市发展无论在哪种预测情景方案下的水资源承载力综合评价都处于2级与3级之间,并且距离2级很近,说明水资源的开发强度很高,继续开发利用的潜力很小。研究成果可为中型城市水资源承载力评价及城市发展规划提供依据。     

发射燃气扩散过程数值模拟及安全性分析

目的研究发射燃气扩散过程及对附近安全的影响。方法以CFD方法建立发射阵地气体扩散数学模型,空间内的湍流采用RNG k-ε湍流模型,结合FLUENT软件,对某燃气发生器产生的有毒气体的扩散过程进行数值模拟。以氯气为标的物,计算不同风速、地形影响下氯气的扩散过程,分析风速、山地对氯气扩散速度、距离、覆盖范围、浓度变化的影响。结果山顶发射时,风速越大,氯气的扩散速度越快,覆盖范围越广,最大扩散距离为249 m;山底发射时,在相同风速下,氯气的扩散距离、扩散速度均小于山顶发射时,最大扩散距离为221 m。山地对氯气扩散的影响主要是减缓氯气团的运动速度,减小氯气的影响距离,在山地的迎风面与背风面氯气浓度较高。结论不同风速和起伏山地对氯气扩散会产生较大影响,采用该分析方法可以归纳出有毒气体扩散及影响范围的一般规律。     

基于嵌套模型的地下水侧向径流边界刻画方法研究——以湖北碾盘山冲积平原地下水数值模拟为例

侧向径流边界的刻画方法是地下水数值模拟中的关键问题。以湖北碾盘山汉江水利水电枢纽工程为例,基于有限单元法和嵌套模型的水量转换方法,分别建立包括完整水文地质单元的区域模型和仅包含汉水Ⅰ级阶地的平原区模型;通过区域模型的分区水均衡运算,计算平原区侧向径流边界的径流量,并以区域模型水均衡为框架,分别采用二类流量边界和一类水头边界刻画侧向径流边界,建立了平原区模型;深入分析区域模型和平原区模型间参数和水量的转换关系,并对比了两类边界条件刻画方法的优缺点和适用条件。结果表明:采用嵌套模型能够得到较为准确的地下水侧向径流量;在平原区模型中采用二类流量边界刻画侧向径流边界有利于提高平原区模型的精度和稳定性;边界条件除具有双重含义外还具有双重特征,在模型建立过程中应充分认识边界条件的位置特征和数量特征,并合理概化。     

基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟

以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段三维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将三维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段三维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。