污染源对建筑小区影响的数值模拟

采用二维RNG k-ε湍流模型,通过模拟不同位置污染源和建筑物不同规划位置,研究了单栋建筑物和双排多建筑物情况下,污染源对建筑物或建筑群的影响,得到了相应的污染物浓度分布.研究发现:污染物的迁移扩散是由建筑物周围的风速场及湍流扩散系数分布确定的,并且污染物在建筑群中的浓度分布与建筑群中各建筑物的分布位置密切相关.在考虑当地主要气象条件下,通过合理安排建筑群中各建筑物的位置,可以有效地减少建筑群内污染物高浓度的影响区域,避免污染物积聚死角.同时,优化污染源的位置也可以达到减少建筑群内污染物高浓度的影响区域.将污染源放置在高速风道上,其污染范围小,利于污染物迁离小区;反之,污染范围大,不利于污染物迁离.      

煤与瓦斯突出动能临界值研究

煤与瓦斯突出是煤矿行业的重大灾害之一,煤与瓦斯突出中突出动能的研究有助于揭示煤与瓦斯突出的机理。利用传染病动力学中“仓室”的概念,针对煤与瓦斯突出事故中的突出孔洞建立仓室模型。在任一仓室的任一环流上选定任意一点,对其速度在水平和垂直方向上进行分解,2个分速度引起仓室内部煤体在水平和垂直方向上的离层倾向,揭示了突出过程中突出孔洞的成形机理;对该点的动能E_K进行分析,发现动能E_K随时间t呈现“W”形、周期性变化,E_K在周期性变化中存在最小动能E_KF(即仓室环流的动能阈值,该点在仓室环流上动能最小、内能最大),因此,E_KF既是仓室环流上最小的动能,也是仓室环流发生突出的动能临界值条件(即能量条件),即煤与瓦斯突出的动能临界值。同时,对突出事故中的孔洞突出口尺寸(高度或宽度)与动能的相关性研究发现,不同的突出口尺寸与该处煤体的动能负相关,而与该处煤体的内能正相关,从本质上揭示了不同突出口尺寸是突出过程中煤体内能作用的结果。     

山谷污染物扩散过程CFD并行计算方法的研究

以WINDOWS2000操作系统和通用CFD软件FLUENT为基础,研究构建了不同的并行计算硬件平台的方法,计算了典型的山谷污染物扩散过程的湍流流场。通过对SMP、MMP两种并行处理方法的分析,研究了并行计算方法的优缺点。结果表明：尽管MMP平台比务件相当的SMP平台并行计算效率偏低,但具有相当高的效费比,在环境、污染相关问题的CFD计算中极具应用前景。     

高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。     

海洋环境规制对海洋经济新旧动能转换影响研究——以中国沿海11省区市为例

环境规制是影响经济新旧动能转化的重要因素。基于中国沿海11个省区市2010—2020年数据,以《全国海洋主体功能区规划》作准自然实验,并用熵值法测度海洋经济新旧动能转换水平,运用双重差分法实证海洋环境规制对海洋经济新旧动能转换的影响。结果表明:(1)海洋环境规制对海洋经济新旧动能转换存在显著促进作用;(2)海洋环境规制对海洋经济新旧动能转换的影响存在持续性与滞后性;(3)海洋环境规制对海洋经济新旧动能转换影响存在空间异质性,北部与南部海洋经济圈环境规制与海洋经济新旧动能转换间不存在显著影响,但东部海洋经济圈环境规制显著促进了海洋经济新旧动能转换;(4)海洋科技创新在海洋环境规制促进海洋经济新旧动能转换过程中起到中介作用。     

湍流射流C3H8/H2/air扩散火焰中的局部熄火和再燃现象

C3H8是液化石油气的主要成分之一,对其湍流燃烧特性的研究对火灾消防等行业具有十分重要的意义。建立了一维湍流模型(ODT)的大规模计算平台并研究在固定雷诺数Re=9800的情况下,丙烷非预混湍流射流火焰中的局部熄火和再燃现象。丙烷火焰的模拟结果显示局部熄火现象主要发生在近场区域。火焰主要自由基OH、O及主要燃烧产物在局部熄火区域都迅速减少,随着之后再燃的发生,这些组分也开始逐渐增多。但是从这些组分增加的量可以看出,丙烷火焰的再燃过程相对比较慢并且没有达到完全再燃。     

障碍物场中预混燃烧火焰的数值模拟

利用k-ε湍流模型和拉切滑(SCASM)预混燃烧模型,对障碍物场中预混燃烧火焰进行了三维空间数值模拟。通过对控制方程添加不同的源项以反映障碍物对流场的影响,采用交错网格控制容积法将计算区域进行离散,用SIMPLE算法求解离散控制方程。模拟结果表明,障碍物的存在改变了燃烧流场的结构,成为加速燃烧甚至诱导爆炸过程的不稳定因素。该研究结果对有效预测障碍物场中火焰走势及其流场的分布情况,加强人们对火焰传播规律的认识,对预防工业灾害有重要参考价值。     

重气扩散的数值模拟

易燃易爆有毒物质泄漏事故常形成比空气重的气云 ,国外已开发了大量不同复杂程度的重气扩散模型 ,其中数值模拟已成为快速发展的领域。本文综述了重气扩散的湍流模型 ;还描述了数值模拟的计算方法及其准确性 ;最后分析了目前存在的问题 ,提出了今后的发展方向。     

普光高含硫气田集输管道冲蚀规律及预测模型研究

基于灰色关联分析方法,根据集输管道在线腐蚀监测数据,采用剪切应力表征湍流两相流动对管道内壁的冲刷作用,以湍流强度表征湍流传质强化对腐蚀的影响程度,同时集成普光气田集输管道室内静态腐蚀实验数据,建立了普光气田集输管道动态腐蚀预测模型,为普光气田集输系统腐蚀监测及安全管理提供了依据。     

双气体射流作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究

大气中的可吸入颗粒物对有机体危害很大,已经成为世界范围内重要的大气污染源。在可吸入颗粒团聚室内引入双射流,通过双气体射流在团聚室内形成大小不同尺度涡旋,促进流场可吸入颗粒团聚。实验结果表明:10μm以下的可吸入颗粒在单射流作用下减少了21.9%,在双射流作用下减少了58.0%。异侧双射流的团聚清除率高于同侧双射流的清除效率,异侧双射流管间距增加更有利于可吸入颗粒的团聚。双射流管出口Re增加,颗粒质量清除率增大;但不同粒径颗粒的单级团聚效率则与粒径密切相关。颗粒的质量清除率随着主气流与射流流量比增大呈现逐渐减小的趋势。