压入式局部通风工作面风流分布数值模拟研究

笔者应用三维k-ε紊流模型描述压入式局部通风工作面风流的流动过程,并采用控制容积法导出了描述流体流动方程的离散化方程式;用计算流体力学的方法求得了三维k-ε紊流模型的数值解.采用SIMPLE(压力耦合方程式的半阴解法)算法解算流场;TDMA(三对角线算法)和Gauss-Seidel法结合通过线顺法求解离散方程.利用弱松弛法防止非线性方程组迭代求解过程中的发散现象,获得了掘进工作面空间的速度分布;并将模拟解算结果与在具有实际尺寸的拱形巷道模型中测得的实验结果进行了对比.数值计算结果与模型实验测定结果非常一致,验证了笔者的数学模型和数值模拟方法的正确性.     

高效内循环反应器的污泥特性

采用高效内循环好氧反应器处理废纸脱墨废水,结果表明,在高紊流、高剪切条件下生物活性污泥的粒径减小,使废水、生物污泥、空气充分接触,大大提高了传质速率和污泥的比好氧呼吸速率(SOUR),反应器的容积负荷和COD处理效率可分别达35kg/(m³d)和80%.     

粉尘在巷道中的紊流传递分析

建立的粉尘在巷道中的传递方程是一个二维平流扩散输运方程。在巷道顶底板为吸收壁的条件下,导出了粉尘浓度分布函数。传统的工业沉降室沉降效率公式（横向混合模型）只是论文所列方程的一个特例。降低紊流强度和减小紊流扩散系数和纵向弥散系数均可提高沉降效率     

明渠中有机质微粒沉降过程的随机游走模拟

基于明渠流动的主要特点,考虑紊动强度的垂向非均匀性,及颗粒运动的游荡效应(loitering effect)影响,对微粒运动基本方程进行改进,建立了明渠非均匀紊流中考虑游荡效应的随机游走模型,对明渠中微粒的沉降损失进行了模拟分析.模拟结果显示,不考虑游荡效应影响时,明渠中微粒的沉降损失率可用微粒沉速与水深之比计算;而在游荡效应影响下,微粒沉降损失率会发生约18%～27%的下降,下降百分比与均匀紊流中微粒沉速在游荡效应影响下的折减百分比渐近值(19～25%)基本一致.本文结论基于不考虑微粒重悬浮、游荡效应为紊流对微粒沉降的主导影响机理等前提,主要适用于对明渠中细小有机质微粒沉降至床底过程更准确的计算分析.     

三维紊动风生湖流数值模拟

大型湖泊作为电厂冷却水主要水源之一,而湖泊水力特性明显不同于河流、河口及滨海,风是其最为主要的动力因素,因此摸清湖泊在常见向作用下水流运行特性是电厂取排水口工程初设之前必须做的工作。本文采用静压假定下宽浅型三维水流基本方程,对垂向水深无量纲化,并考虑宽浅型水流的各向异性,垂向紊动粘性系数γ。采用ｋ－ε方程求解,实测计算表明,该方法计算结果合理,精度高。     

ESP粉尘二维输运方程中紊流掺混系数及边界条件的确定

求解电除尘器ESP(Electrostatic Precipitator)电场粉尘输运方程中粉尘浓度分布时,确定紊流掺混系数及边界条件至关重要.根据紊流传质原理,推导出紊流掺混系数; 通过雷诺数将电风影响引入紊流掺混系数,推导出紊流掺混系数随电晕线到极板距离的增大而增大.极板附近存在具有一定厚度的层流边层.分析层流边层中荷电粒子迁移输运行为,得到极板处粉尘浓度变化规律,这可作为求解输运方程时极板处的边界条件.用Matlab程序求解输运方程.经验证,理论计算的数值结果与试验结果一致,这表明本文所推导的紊流掺混系数和边界条件是正确的.本文使ESP收尘过程的理论研究更加深入,对提高ESP的收尘效率也具有重要意义.     

基于SHMS的润扬悬索桥桥址区北风特性的研究

气象研究表明,作用在润扬悬索桥上的强风荷载主要是夏季台风和冬季偏北大风。运营近三年来,润扬悬索桥结构健康监测系统(SHMS)中的风速仪记录了经过该桥址区的大量强风样本。本文通过对北京时间2007-03-10 T13:00～2007-03-10 T16:00期间的实测强北风风速风向数据的分析,得到了该时段的风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度、紊流功率谱密度函数等强风特性。结果表明,桥址区实测北风风速风向较稳定;顺风向紊流功率谱密度函数与Kaimal谱吻合较好;紊流强度较规范偏高。     

风幕集尘风机及其短路流场的数学模型研究

应用风幕集尘技术,推出一种新型通风机——风幕集尘风机;介绍其构造及应用;提出短路流场理论,根据流场叠加原理,建立了流场数学模型.为粉尘环境的治理工程提供了一种新兴的高效技术产品.     

三维数值模拟在水力澄清池中的应用

采用了标准的κ-ε紊流模型方程组及有限体积法，对某工厂水力澄清池的流速场和压强场进行了三维数值模拟．并用实际运行情况对数学模型和计算方法进行了验证，计算结果与实际情况吻合良好，说明用数学模型模拟水力澄清池的流速场和压强场是确实有效可行的。     

梯形巷道平均风速分布特征的数值与实验研究

为实现矿井巷道内风量的准确监测,基于3D数值模型,对梯形截面巷道内平均风速的分布规律进行了数值分析,并通过实验研究对模拟结果进行对比验证,同时在不同断面尺寸及不同通风风速条件下,数值分析了梯形巷道内紊流充分发展截面上平均风速点的分布特征。结果表明:平均风速分布呈现环状连续分布,数值结果与实验结果符合良好;梯形截面上平均风速点的分布与通风风速无关,仅与巷道截面特征和参数有关;得到了梯形截面平均风速分布曲线在巷道顶部的特征方程。