FDS软件在有限空间机械通风模拟中的应用研究*

为指导有限空间机械通风，使用FDS软件研究机械通风过程中供热有限空间内流场、浓度场、温度场等的分布规律，同时将FDS软件模拟结果与FLUENT软件所得模拟结果进行对比分析。结果表明:机械通风过程中，检查室内风速总体较大，管沟内风速相对较小；各测点O2浓度、CO2浓度最终恢复至正常的时间相同，可仅以O2浓度恢复情况作为衡量通风效果的代表气体；采用FDS软件获得模拟结果与FLUENT软件较一致，但在风流的湍流细节方面FDS软件结果更理想。     

Modeling of Flow Field and Heat Transfer in a Copper-Base Automotive Radiator Application

This paper describes a methodology used for designing louvered fins. Louvered fins are commonly used in many compact heat exchangers to increase the surface area and initiate new boundary layer growth. Detailed measurements can be accomplished with computational models of these louvered fins to gain a better understanding of the flow field and heat distribution. The particular louver geometry studies for this work have a louver angle of 23° and fin count of 17 fpi.

The flow and heat transfer characteristics for three-dimensional mixed convection flows in a radiator flat tube with louvered fins are analyzed numerically. A three-dimensional model is developed to investigate flow and conjugate heat transfer in the copper-based car radiator. The model was produced with the commercial program FLUENT. The theoretical model has been developed and validated by comparing the predictions of the model with available experimental data. The thermal performance and temperature distribution for the louvered fins were analyzed and a procedure for optimizing the geometrical design parameter is presented.

One fin specification among the various flat tube exchangers is recommended by first considering the heat transfer and pressure drop. The effects of variation of coolant flow conditions and external air conditions on the flow and the thermal characteristics for the selected radiator are investigated also. The results will be used as fundamental data for tube design by suggesting specifications for car radiator tubes.     

利用生物渗透性反应墙修复地下水Cr(VI)污染的数值模拟

为降低地下水中的Cr (VI)污染,选择生物反应过程中常见的电子供体(糖蜜)和连二亚硫酸盐分别作为渗透性反应墙(PRB)的反应材料和生物杀灭剂,以期能促进生化反应还原Cr (VI)的同时还能阻止生物堵塞效应.采用PFLOTRAN软件模拟以糖蜜为反应材料和连二亚硫酸盐为生物杀灭剂的PRB修复非均质含水层中重金属污染的生物化学反应过程.结果表明,该PRB技术能有效降低Cr (VI)浓度至0.1mg/L以下;提高生物杀灭剂的注入浓度,注入速率以及降低糖蜜初始浓度可避免生物堵塞效应,达到修复Cr (VI)污染与提高PRB使用寿命的双重目标.研究成果可为类似场地地下水重金属污染修复的最优设计方案提供决策依据.     

静电除尘器烟道进口处流场的数值模拟

利用Fluent软件对静电除尘器烟道进口处流场进行了数值模拟,在此基础上提出一种新型的能有效均风的电晕线布置方法.结果表明,两相邻(垂直叠放)烟道进口处的电晕线平行放置时,在强电场力作用下产生的高速离子风会阻碍气流的均匀分布；两相邻烟道进口处的电晕线交叉放置时,可以起到明显的均风效果,更有利于除尘器内气流的均匀分布和提高除尘效率.该方法为静电除尘器的改造和设计提供了一种新的思路.     

复杂电磁环境中电磁威胁度评估仿真软件设计

主要针对复杂电磁环境中的电子设备进行电磁威胁度的评估预测,建立了威胁度评估模型,设定了威胁度等级判定,并利用计算机技术将复杂电磁环境预测仿真进行了软件方面的设计与实现。     

Taylor-Couette流场数值模拟及絮凝效果研究

通过流体力学中的Fluent软件模拟了Taylor-Couette反应器的速度矢量分布、湍动动能分布和有效能耗分布,同时实验研究了TaylorCouette反应器不同内筒转速下三氯化铁对高岭土悬浊液的絮凝效能.结果表明,内外筒环隙间存在亚微尺度的涡旋,当转速为30～60 r·min-时,涡旋形状闭合完整,相互分离,涡旋内部速度梯度较小,湍动动能k在0.00010 ～0.00023 m2·s-2的范围内,有效能耗ε在0.00057 ～0.00189 m2·s-3的范围内,絮凝效能达到最大(80％以上),湍动动能和有效能耗过大或过小均不利于形成完整闭合的涡旋,絮凝效能较差.     

建筑物影响下大气污染物扩散数值模拟方法的比较

利用计算流体力学软件Fluent6.3.26提供的大涡模式和国标推荐的AERMOD模式分别对方形建筑物影响下的大气污染物扩散进行了模拟,通过与风洞实验结果的比较,对各模式的模拟能力进行了评价.结果表明,大涡模式对污染物散布特征的模拟与风洞实验结果基本一致,对建筑物顶部、空腔区和尾流区等区域污染物浓度分布的模拟效果均处于可接受水平;AERMOD模式模拟结果与风洞试验结果偏离较远,尤其是对空腔区污染物散布的模拟能力较差,误差较大.与大涡模式Y/H =0平面流场模拟结果对比(H为建筑物高度),AERMOD模式对风场的假设未能客观地反映建筑物附近气流变化的基本特征,是误差的主要来源之一,建议结合大涡模式订正,提高模拟结果的准确性.     

石油化工储存装置定量风险评价方法研究

提出通过基础失效概率数据库、事故树分析、事件树分析3种方式来确定重大事故的发生概率.阐述了外界气象条件和人员分布情况对风险的影响和确定方法,给出了利用区域网格方式计算装置在平面某点的个人风险叠加模型和社会风险计算方法.最后,研制开发了石油化工储存装置定量风险评价软件,利用该软件计算了某化工厂4个储存装置所产生的个人风险...     

泄漏孔高度对液氯槽罐车泄漏后果的影响研究

为研究液氯槽罐车在道路运输过程中,罐体泄漏孔高度对液氯泄漏扩散过程的影响,本文基于计算流体力学软件Fluent,建立不同高度泄漏孔对应的罐体气相、液相空间泄漏的理论模型,计算不同泄漏模型的泄漏量,研究不同风向、风速、泄漏孔径对氯气泄漏扩散过程的影响。结果表明:风向对2种泄漏模式的扩散范围影响不显著;风速较小时,气相空间泄漏的致命范围大于液相泄漏;风速较大时,液相空间泄漏的致命范围远远大于气相空间;同时,两者受风速的影响具有相似点,风速越大泄漏扩散相对稳定后的氯气浓度值越低;气相、液相泄漏模式的致命范围均随泄漏孔径的增大而增大。研究成果可为液氯槽罐车泄漏事故应急救援、应急处置提供依据。     

基于CLUE-S模型的重庆市主城区土地利用情景模拟

以重庆市主城区为研究区,采用120m×120m栅格大小的数据为模拟基准,借助CLUE-S模型、情景分析法、SPSS软件及ArcGIS10.1软件建立了数量变化和空间分布变化相结合的不同情景下土地利用/覆盖变化的动态模拟模型,并对研究区不同情景下的土地利用/覆盖动态变化进行了模拟,模型综合考虑各种宏观驱动因子与土地利用变化之间的关系,较全面地考虑了多种土地利用/覆盖变化驱动因子,并利用SPSS软件进行相关性分析,确定了各因子的回归模型,提高了模拟结果的精度,通过对已有数据的模拟及精度分析,整体模拟精度达86%以上,在一定程度上反映了该模型在研究高分辨率土地利用/覆盖变化方面有很好的适应性,对土地利用/覆盖变化的复杂性研究和相关部门对土地布局、规划方面具有一定的参考价值。模拟结果表明:到2030年湿地、人工用地、林地将增加,耕地和其它用地减少,草地在不同的情景下均有稍微的增加,耕地和人工用地是变化最大的两种类型,随着时间的推移耕地和林地面积不断接近甚至持平,研究区西部及西南部变化比较明显。