基于格子Boltzmann的非均质采空区瓦斯运移仿真方法

瓦斯在采空区内运移造成工作面上隅角瓦斯超限是煤矿安全的重大隐患.为揭示采宅区瓦斯运移规律,提出基于格子Boltzmann的非均质采空区瓦斯运移仿真方法.综放采场采空区是由非均质多孔介质组成的空间,大气和瓦斯混合气体在采空区的流动是非常复杂的具有层流、过度流和紊流的渗流运动.基于修正的Brinkman-Forchheimer-Darey定律,建立非均质采空区瓦斯运移的控制方程组.由于该方程组求解复杂,分别建立瓦斯渗流速度场和瓦斯浓度场的格子Boltzmann模型.通过格子Boltzmann模型的演化,实现采空区瓦斯运移的仿真.模拟实例表明,用该方法进行仿真可以得到任何时刻采空区内任意位置瓦斯和大气混合气体的流动速度和压力以及瓦斯浓度等数据,同时也可以得到采空区流线分布规律、速度变化规律、采空区压力的变化规律和采空区瓦斯运移规律.该方法能将时间、空间和系统行为结合起来,可在直观的条件下完成对地下煤矿采空区瓦斯运移态势的精确分析与模拟,可为揭示综放采场采空区上隅角瓦斯超限的原因提供一种新的方法.     

降雨过程中红壤团聚体粒径变化对溅蚀的影响

为揭示团聚体粒径动态变化对溅蚀的影响,通过室内人工模拟降雨试验,以第四纪粘土、泥质页岩发育红壤为研究对象,研究了酒精预湿润后的2~5 mm团聚体在降雨过程中粒径动态变化及溅蚀率的变化。试验结果表明：在60 mm/h雨强下,团聚体受雨滴机械打击破碎主要发生在降雨的最初阶段,团聚体＞0.25 mm百分含量（P＞0.25）及平均重量直径（M）均随降雨时间（T）增加呈幂函数减小,溅蚀率（Dr）随降雨时间（T）增加呈幂函数增加,而溅蚀率（Dr）随团聚体平均重量直径（M）减小呈幂函数增大。为揭示不同土样在降雨溅蚀过程中溅蚀率的变化规律,利用团聚体稳定性特征参数-机械破碎指数（R）及降雨时间（T）,建立了不同团聚体稳定性土样溅蚀率随降雨时间变化的经验方程,且方程可决系数较高（R2=0.82）,揭示出团聚体稳定性越好,其破碎过程越缓慢,溅蚀率越小。研究结果为红壤区土壤侵蚀的防治及侵蚀机理研究提供了新思路     

高铁扣件弹条疲劳断裂原因分析

通过对WJ-7型扣件中60Si2MnA弹条在拉伸-扭转试验过程发生断裂的原因进行分析和数值模拟研究,得出弹条断裂的原因.对60Si2MnA弹条承受的荷载进行分析可知,WJ-7型扣件在铁垫板与弹条后端接触区域内弯处应力集中最大,是造成弹条断裂破坏的主要原因之一,而弹条断裂的根本原因是弹条长期处于极限强度下工作,使弹条最终...     

不同高级氧化法对水中低浓度药物甲硝唑降解过程的比较

采用UV、H₂O₂、UV/H₂O₂、Fenton、UV/Fenton和UV/TiO₂方法,对水中低浓度的药物甲硝唑进行降解。通过HPLC和UV-Vis光谱得到的甲硝唑去除率。详细讨论了Fe²⁺、TiO₂和H₂O₂的初始浓度以及溶液的初始pH值对降解效率的影响。结果表明,UV/Fenton和UV/TiO₂ 2种系统对水中低浓度甲硝唑均有很好的去除效果,但前者的光催化效率更高。在甲硝唑浓度=6 μmol/L,H₂O₂和Fe²⁺的初始浓度分别为0.5 mg/L和2.94 μmol/L,pH=4的条件下,UV/Fenton方法对甲硝唑水溶液光催化的最佳效率为95.8%。     

赭石对模拟重金属废水的吸附效果研究

采用模拟重金属废水的正交试验设计,进行赭石对模拟重金属废水的吸附效果研究,探讨pH、赭石加入量和振荡时间等影响因素对吸附效果的影响。结果表明,在一定pH、赭石加入量和振荡时间条件下,赭石对6种重金属（Pb、Cd、Mn、Zn、Cr和Ni）均有较好吸附效果,对Pb、Cd、Mn、Zn和Cr的最大吸附率可达100%,对Ni的吸附率达8963%。处理后废水中重金属达到污水排放标准。各影响因素对Mn、Zn和Cr吸附效率的影响大小表现为：pH＞赭石加入量＞振荡时间,Ni和Cd表现为：赭石加入量＞pH＞振荡时间,Pb表现为：pH＞振荡时间＞赭石加入量。赭石对废水中重金属吸附的最佳条件为赭石加入量40 g/L,pH 10～10.5,振荡时间2 h。     

跌落条件下箱装弹药关键部件冲击加速度的数值模拟

为正确评估跌落冲击对弹药安全性的影响,合理设计弹药参数及包装结构,科学指导弹药勤务处理,将引信元件定义为关键部件,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对箱装弹药跌落过程进行计算机仿真,模拟跌落条件下作用于引信元件处的冲击加速度值,并且通过试验验证了仿真模型的可靠性.     

出口角度对防烟空气幕防烟效果影响的数值模拟

利用火灾动力学模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型,模拟在不同防烟空气幕出口角度情况下高层建筑前室烟气运动情况,获得在其他条件不变情况下,空气幕运行时的最佳出口角度。试验结果表明:空气幕角度为5°及20°时,模拟试验后期烟气基本突破了空气幕蔓延至前室内,而当出口角度为10°和15°时防烟效果较好,且15°时防烟效果优于10°,故推荐空气幕运行时的最佳出口角度为15°。     

建筑火灾烟流运动特性网络模型的求解收敛性

分析了运用网络模型模拟建筑火灾烟流的计算过程,通过总结影响网络模型求解精度及收敛性的关键因素,改进了原烟流预测软件对建筑物各开口的净、正、负质量流量的算法。改进后的模型消除了振荡效应,模拟结果曲线平滑稳定,实现了运用网络模型对多室建筑物烟流特性的模拟计算。     

市级国土空间规划核心指标纵向传导研究——以湖南省常德市为例

核心指标纵向层级传导作为市级国土空间规划的关键内容,对市域国土空间格局优化及规划统筹具有重要意义。针对当前指标传导研究不充分、不精细等问题,遵循“核心传导指标选择→指标传导技术逻辑构建→情景模拟预测”的研究思路,以常德市为例研究其2035年国土空间规划“市→县（区）”的核心指标传导。结果表明：（1）基于“指标全域总量预测—指标空间布局模拟—指标分区分类传导”的传导技术逻辑,通过SD与GeoSOS-FLUS模型的耦合集成利用,可有效实现市级国土空间规划核心指标“自上而下”与“自下而上”相结合的科学传导。（2）构建“人—地—业”协调的常德市国土空间利用SD模型,预测获得2035年市域核心指标总量,相应国土利用综合效益达12994.25亿元,相比2018年提升207.75%。（3）从指标传导结果来看,2035年常德市各县（市、区）社会经济类指标除常住人口规模指标外均保持增长趋势,边界类指标实现“只增不减”,用地类指标变化各异,但总体契合常德市主体功能区建设方向,核心指标传导结果符合实际。     

基于CFD的某330MW燃煤机组SCR脱硝系统混合器优化与验证

为探明混合器形式对于燃煤机组SCR脱硝系统性能的影响,运用数值三维模拟对330 MW燃煤机组SCR脱硝系统烟道中烟气流动速度、温度、氨浓度以及流动方向进行了模拟计算,并采用物理模型对数值模拟结果进行验证。对比研究了使用不同形式混合器上下游速度场、NH₃浓度场、压力损失及加工难度。结果表明：梯形板混合器加工简单、扰动范围大、压力损失大、对下游速度场影响大;扭叶片式混合器阻力小、对下游速度场几乎没有影响,但扰动范围小、安装角度要求高;六角星形混合器综合性能介于梯形板及扭叶片式混合器之间。六角星形混合器能够较好地实现NH₃与烟气混合,下游速度场均匀性及NH₃浓度均匀性满足设计要求。