CFD技术在水处理紫外消毒中的应用

介绍了紫外消毒在水处理中应用的现状,阐述了计算流体力学(CFD)的基本原理及其应用背景;论述了CFD技术在紫外消毒模型建立方面的关键因素:水力、辐射和剂量模拟;从消毒效率预测和设备结构优化两个方面对CFD技术在水处理紫外消毒中的应用进行了分析,并对其前景进行了展望,提出了今后的研究重点。     

A numerical study of summer ozone concentration over the Kanto area of Japan using the MM5/CMAQ model

We assessed the ability of the MM5/CMAQ model to predict ozone (O3) air quality over the Kanto area and to investigate the factors that a ect simulation of O3. We find that the coupled MM5/CMAQ model is a useful tool for the analysis of urban environmental problems. The simulation results were compared with observational data and were found to accurately replicate most of the important observed characteristics. The initial and boundary conditions were found to have a significant e ect on simulated O3 concentrations. The results show that on hot and dry days with high O3 concentration, the CMAQ model provides a poor simulation of O3 maxima when using initial and boundary conditions derived from the CMAQ default data. The simulation of peak O3 concentrations is improved with the JCAP initial and boundary conditions. On mild days, the default CMAQ initial and boundary conditions provide a more realistic simulation. Meteorological conditions also have a strong impact on the simulated distribution and accumulation of O3 concentrations in this area. Low O3 concentrations are simulated during mild weather conditions, and high concentrations are predicted during hot and dry weather. By investigating the e ects of di erent meteorological conditions on each model process, we find that advection and di usion di er the most between the two meteorological regimes. Thus, di erences in the winds that govern the transport of O3 and its precursors are likely the most important meteorological drivers of ozone concentration over the central Kanto area.     

条形荷载下三明治形加筋土挡墙的变形特性分析∗

为了研究条形荷载作用下三明治形混合填土方式对加筋土挡墙变形特性的影响,采用 FLAC3D建立了数值计算模型,分析了三明治形加筋土挡墙的黏土弹性模量 E1、砂土弹性模量 E2、砂土厚度 d、筋材长度 L 以及荷载距面板距离 D 对挡墙变形特性的影响。结果表明：相对于加筋黏土挡墙,三明治形加筋土挡墙变形大幅减小,减少其墙顶沉降约 32%,减少面板位移约 44%;其土压力分布规律为墙后水平土压力大体上随填土深度的增加而增大;适当增大黏土弹性模量有利于减小挡墙顶面差异沉降;砂土存在一个最优弹性模量,使得面板水平位移最小;三明治形加筋土挡墙存在一个最优砂土厚度,使得三明治加筋土挡墙工作性能最佳;当 L/H≥0.7 时,继续增加筋材长度或当 D/H≥0.3 时,继续增大荷载距面板距离对挡墙影响相对较小。     

基于均匀分布的滑坡数值模拟参数取值概率研究--以甘肃黑方台黄土滑坡为例

针对数值模拟参数选取主观性强、量化难度大的问题,在高精度无人机地形数据的基础上,通过对11起滑坡案例进行了407组参数反演实验,对结果准确度定量评价后,得到基于Massflow数值软件关键参数λ0的分布范围,进而运用小样本极大似然估计理论,分析区间边界长度对反演精度的影响,最终提出基于均匀分布的参数取值概率模型,并选用案例验证该模型的准确性。结果表明:地形约束会导致反演过程中所需的内聚力减小,反演获得的11组最优λ0的极差和方差分别为0.29、0.01,在置信度为95%下,极大似然法得到区间边界估计长度仅为0.0998,表明参数λ收敛性较好;反演过程中质心滑动距离ψ准确度优于堆积面积重叠率η,在λ0±0.05的范围,参数估计区间内任意值对模拟误差影响较小,评价指标ψ、η与λ0对应案例的相对误差不超过15%;所选案例验证了在置信度为95%下,以反演得到的最优参数区间边界中点构建概率分布函数的可行性和准确性,研究方法可为单体滑坡数值模拟风险评价提供理论支撑。     

新型有机废液焚烧炉炉内燃烧过程的数值模拟

为了实现化工有机废液的减量无害化处理,提出了一种新型废液焚烧炉。以某20 t/h废液焚烧炉为研究对象,利用fluent软件对新型有机废液焚烧炉炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析了炉内温度场分布、速度场、水分浓度场分布。结果表明:炉内一二层燃烧器分级布置的四角切圆燃烧方式能很好的组织废液的干燥及燃烧,焚烧炉设计合理。研究结果可为改进废液焚烧炉的设计提供参考。     

CFB-FGD一体化除尘器内气固流动特性的数值研究

采用k-ε双方程湍流模型和离散相模型对循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)一体化除尘器内气固两相流动进行了数值模拟,分析了气流均布板、气室结构形式和锅炉负荷等对改进前后一体化除尘器的流场分布、处理风量、阻力特性及颗粒相流动状况的影响规律。模拟结果表明,渐扩型滤袋室和一定开孔率的气流均布板可很好地改善除尘器内流场分布的均匀性,与一体化除尘器原型相比,改进型除尘器内的颗粒流动更加均匀,同时灰斗积灰对颗粒相均匀分散有一定的改善作用。不考虑粉尘堆积情况下,改进型一体化除尘器总阻力损失与锅炉负荷满足二次函数关系。     

翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器气流特性研究

袋式除尘器对超细颗粒物的净化效果较好,增加袋长是提高过滤面积的有效方法,但随滤袋加长,气流均匀性变差,滤袋容易破损,局部积灰严重,滤袋不能得到充分的利用。文章对翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器建立几何模型并进行网格划分,基于计算流体动力学(CFD)理论,选取过滤速度为0.5~1.3 m/min和压力出口为-350~-2 000 Pa为边界条件,采用压力-速度耦合的SIMPLE算法,模拟包含Φ130 mm和Φ150 mm,长10 m滤袋的翼形上进风长袋脉冲袋式除尘器的气流分布,考察气流在滤袋空间分布的均匀性。结果表明:翼形上进风方式使得长袋脉冲袋式除尘器内气流分布较均匀;通过Φ150滤袋的气流速度大于Φ130;靠近壁面的滤袋的气流速度大于相应中心滤袋的。该研究可为上进风袋式除尘器的优化设计提供指导和依据。     

多层含水层地下水数值模型参数灵敏度分析

为分析多含水层结构地下水数值模型中水文地质参数的影响特征,文章以辽宁阜新某项目区为例,采用地下水模拟软件(GMS)建立具有4层含水层结构的地下水数值模型,并进行拟合校正,选取渗透系数、给水度进行局部灵敏度和全局灵敏度分析。结果表明:渗透系数对模型结果的影响比给水度大;参数变幅为10%时,渗透系数灵敏度是给水度灵敏度的10倍左右;就全局灵敏度而言,参数联合灵敏度大于单个灵敏度之和。     

大型LNG混凝土储罐泄漏后温度场研究

在分析LNG的发展形势和研究LNG储罐泄漏的必要性的基础上,基于热学理论和大型有限元软件Ansys,探讨了LNG混凝土储罐模型中所采用的热学的传导、对流和辐射三大边界条件,建立了有限元数值模型,并对大型LNG混凝土储罐在各种泄漏情况下的温度场分布进行了有限元数值模拟与计算。结果表明:LNG混凝土储罐温度由内而外呈线性逐渐升高,并无突变;在Ansys模型里施加传导、对流和辐射边界条件后,储罐外壁的温度和环境温度基本一致,桩台底板中心区的温度比环境温度低,这些都与实际情况相符,从而验证了采用大型通用有限元软件Ansys进行LNG混凝土储罐热分析结果的有效性,对后续储罐结构在泄漏工况下的力学分析及抵御LNG泄漏造成的安全事故具有重要意义。     

隧道火灾烟气流动的数值模拟研究

为了研究隧道发生火灾时烟气温度、浓度的分布规律,本文运用FDS火灾模拟软件进行了隧道火灾数值模拟试验,通过设置改变隧道入口的风机风速来考察对烟气流动的影响,并根据模拟结果,有针对性地提出了合理的控制方案,以为有效控制隧道火灾提供理论指导。