Numerical simulation of an array of fences in Saemangeum reclaimed land

This paper discusses about the quantitative effect of windbreak fences on wind velocity in the reclaimed land at Saemangeum in South Korea. Windbreak fences were constructed in the reclaimed land to reduce the wind velocity to prevent the generation and diffusion of dust. However, up to this time, no in-depth studies were conducted to quantitatively measure the effect of the windbreak fences on wind velocity thus an optimum windbreak structure is not yet determined. Using CFD simulations, the effects of fence porosity, fence height, and the distance between the adjacent fences were investigated. A wind tunnel experiment was initially conducted and data gathered were used to develop the CFD models. From the experiments and CFD simulations, the overall percentage difference of the measured velocities was 7.20% which is generally acceptable to establishing the reliability of the CFD models. The reduction effect on wind velocity was measured in between the adjacent fences up to a height of 0.6 m from the ground surface. In terms of porosity ( = 0, 0.2, 0.4, 0.6), 0.2 was found to be the optimum value. Conversely, the effect of fence height (0.6, 0.8 and 1.0 m) showed no significant difference; therefore, 0.6 m height is recommended. In addition, the reduction effect of distance between the adjacent fences (2, 4 and 6 m) on wind velocity having a 0.2 porosity has decreased to about 75% regardless of the distance. In the case of the reclaimed land in Saemangeum, a decrease of 75% can prevent the generation and diffusion of dusts. However, the source of dusts is very large. Therefore, constructing an array of windbreak with 6 m distance between them is deemed necessary.     

基于Monte-Carlo方法的静电除尘器除尘效率

针对经典除尘效率未考虑诸多随机因素影响的问题,提出了基于Monte-Carlo方法的效率分析模型,并通过实验数据验证其可靠性。通过该模型分析了粒径大小、电场气流速度、电晕电压、两极间距、粒子浓度等因素对收尘效率的影响规律,结果表明:基于Monte-Carlo方法的仿真结果精度更高,能有效预测静电除尘器的收尘效率,对于改进静电除尘器设计具有一定的理论意义和实用价值。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

大型超市火灾情况下人员疏散模拟分析

针对大型商场在火灾情况下,人员是否能够及时逃生的问题,采用计算流体动力学软件FDS和大型疏散模拟软件building EXODUS对徐州某大型超市进行火灾时人员疏散的模拟。在火灾场景下,由于烟气对于人员顺利逃生有着重要的影响,运用FDS软件模拟得到着火层四周出口处烟气的下降速度,烟气浓度以及能见度的变化情况,从而给出人员安全疏散的最佳时间,再应用building EXODUS模拟当超市人流量最大时人员的疏散情况,得出该大型超市内人员逃生所需的时间,两种模拟所得时间进行对比分析,可得到人员是否能安全疏散的结论。     

有风条件下剧院火灾自然排烟效果分析

为研究某剧院休息厅的自然排烟效果的问题,根据建筑特征设计6个火灾场景。运用理论计算和数值模拟的方法,分别研究不同开窗位置、开窗面积以及环境风速对火灾时的热流场和烟气蔓延的影响。结果表明：不同开窗位置达到临界值的时间为顶窗〉东西立面侧窗〉北立面侧窗;有风条件下3.5%的开窗面积的排烟效果和无风时6%的开窗面积的排烟效果相当。结论是考虑当地环境风速,选择顶部5%和东西侧3.5%开窗方式,增强该剧院的自然排烟效果。     

大空间建筑烟气填充研究方法的对比

为了对大空间建筑烟气填充研究方法进行对比分析。以一个废弃的大空间仓库为研究对象,采用了全尺寸火灾实验、计算机数值模拟和理论分析相互应用验证的研究方法,研究理论及数值模拟两种火灾烟气层高度的描述方法的准确性。结果表明当采用t2火模型时,在与现实的吻合程度方面,数值模拟〉Zukoski理论模型〉Yamana-Tanaka理论模型;随着火灾的不断发展,相对误差逐渐增大。通过对比分析发现,全尺寸实验、理论模型和数值模拟三种方法相互验证可以更好地保证研究的准确性;总结得到了两种与现实较吻合的描述烟气层高度的理论方法,并且提出减小误差应注意的几点事项,包括尽可能提高火源热释放速率、烟气层温度描述的准确性;不考虑火源热量通过建筑边界结构散失等。     

MTBE装置潜在危险性分析及物料泄漏扩散后果模拟研究

MTBE装置处理的物料（混合C4、甲醇）具有易燃易爆性,若发生物料泄漏,将导致装置发生火灾爆炸。为了确保装置安全平稳、长周期运行,基于MTBE装置工艺技术特点,全面系统分析了装置的潜在危险性,总结出导致装置发生火灾爆炸事故的主要因素-物料泄漏;在此基础上,采用挪威DNV公司的SAFETI定量风险评价软件,建立混合C4、甲醇泄漏扩散模型,对物料泄漏导致的主要事故类型（喷射火、池火等）进行模拟,得出泄漏扩散引发火灾爆炸事故的危害范围。结果表明：该模拟研究能够反映出泄漏扩散过程和破坏范围,取得了较真实的事故影响范围曲线图,可以为设计人员更加详细了解MTBE装置发生事故的危害性及企业加强重点部位监控、制定防范措施、编制事故应急预案提供重要参考依据。     

基于CFD分析的呼吸防护面具罩体设计

分析呼吸防护面具研究领域在呼吸阻力方面的研究情况,提出基于计算流体力学分析的呼吸防护面具罩体设计方案,在设计过程中添加以计算流体力学分析为手段的有限元模拟仿真模块。通过ANSYS产品ICEM CFD与CFX对设计模型进行网格划分与流体分析,根据仿真结果对初步设计的模型进行结构优化再设计。     

点火因素对于重大井喷事故的影响分析

本文主要分析了高含硫气井点火时间的影响.首先分析国内某重大高含硫井喷事故的调查结果[1],其次采用大涡模拟方法对井喷气体扩散进行模拟,并将计算结果与现场实际调查结果进行对比.通过计算不同点火时间在事故中造成的灾难后果,得出点火时间对于灾难的影响.通过计算不同的气象条件下的扩散距离,提出15min的点火时间标准.     

基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法——以多环芳烃污染土壤再利用工程为例

提出了基于人体健康风险的土壤修复目标的制定方法和程序,并以上海市某重大工程多环芳烃污染土壤处理后再利用工程为例,模拟了多环芳烃在处置场地上的多介质迁移途径及人体暴露场景。模拟结果显示,填埋场污染土壤苯并(a)芘(该污染物毒性因子高,毒性强,致癌风险相对较大)经口摄入和皮肤接触途径最大致癌暴露量分别为1.89×10-6和0.93×10-6mg.kg-1.d-1,人体最大致癌风险水平分别为1.38×10-5和6.79×10-6,超出了中国规定的单致癌污染物的可接受风险水平(≤10-6)。苯并(a)芘呼吸吸入途径最大致癌暴露量为7.79×10-10mg.m-3,人体最大致癌风险水平为6.86×10-10。基于场地的特征条件和参数,以保护人体健康为目的,确定了再利用作为填埋场中层覆土的土壤中5种多环芳烃污染物的修复目标限值(w,mg.kg-1)分别为:苯并(a)芘,0.994;二苯并(a,h)蒽,0.995;苯并(a)蒽,9.95;苯并(b)荧蒽,9.95;苯并(k)荧蒽,99.5。