气流对工业火炬火焰稳定性影响的研究

为了明晰工业火炬头在气流作用下容易烧坏的原因,建立了火炬头湍流燃烧模型,采用DES(detached eddy simulation)方法对直径D=100 mm的火炬头在风速U=20 m/s时的燃烧情况进行模拟。对流项和扩散项均采用二阶迎分格式离散,压力速度耦合采用SIMPLE算法。研究表明:①冷流流场中CH4的混合和输运过程受火炬筒体背风面形成的大涡控制;②燃烧流场中燃烧过程也受火炬筒体背风面形成的大涡控制;③空气绕流火炬筒体在其背风面形成的涡是火炬头容易烧坏的主要原因。     

非浸没式刚性植被群分布对弯道水流的影响

为分析不同刚性非浸没式植被群分布对弯道水动力特性的影响,采用180°U形折叠往返式水槽模拟天然弯道河流,运用声学多普勒流速仪(ADV)进行测量,通过测量数据计算弯道水流水位、纵向流速分布、湍流动能(TKE)、环流强度以及弥散系数等.结果表明:植被存在情况下水位增高,在植被的"阻滞"作用下,植被区的流速远小于非植被区的流速,但在植被区域和非植被区域之间产生大的流速梯度;植被和弯道都会加剧水流紊动效应,植被区和非植被区交界处的湍流动能最大,且沿弯道出现湍流动能的重分布现象;由于植被对于弯道环流有阻碍作用,使得弯道环流在非植被区很强,而在植被区很弱;植被对横向弥散系数影响较小,非均匀植被对纵向弥散系数影响较大.     

基于Fluent的城镇LPG管道泄漏事故后果及影响因素分析

为分析城镇LPG管道泄漏扩散规律及其影响因素,建立了重气在大气中泄漏扩散的FLUENT数值模拟模型,并与实验结果进行对比,验证了基于FLUENT的重气扩散数值模拟模型的可行性和准确性。以某城市LPG管道为研究对象,利用RNG k-ε模型,分析了环境风速、障碍物以及城镇地形条件对LPG泄漏事故后果的影响。结果表明,风速的增加造成泄漏源处形成的膨胀云层减小,加剧了LPG在下风向的输运,增大了近地面区域LPG泄漏的危险性。障碍物的宽度越大,迎风面对LPG管道泄漏扩散的阻挡效应愈显著,有利于抑制LPG气云向背风侧近地区域的扩散蔓延,但应注意背风面涡流造成火灾爆炸危险性加剧的现象。当LPG管道在低洼地形和城市高楼间泄漏时,LPG管道泄漏事故危险性急剧增加。     

山脉地形下击暴流风场数值模拟

山区是下击暴流多发区域,为了研究下击暴流作用下连续山脉地形的风场特性,采用大涡模拟(LES)分析了山脉高度、间距等地貌因素对特征位置风场的影响.结果表明:山脉高度大于50 m时,山脚及山顶位置径向极值风速的大小随山脉高度增加而逐渐减小;山顶的加速效应主要受山高影响,其加速因子在近地面较大,而山脚的加速效应在上部空间较大;双山脉时,后山脉对前山脉湍流度的变化影响不明显,后山脉的湍流度呈现出随山脉间距扩大而先增大后减小、随前山脉高度增加而逐渐增大的变化规律.     

混沌理论与分形理论在热工过程中的应用

通过介绍混沌和分形，找出它们的仙在联系和共同纳本质。用混沌理论和分形理论为描述和解决热工－工艺过程与动力学系统中的数学建模和一些实际问题，说明了系统中的每个领域可能有无数个奇异吸引子，其奇异吸引子的作用就是一个混合过程，最后，作为分形的应用，分析了热混合层中温度脉动的分形特征，在一定尺度范围内表现出很好的分形特性。     

障碍物对火焰加速及爆燃转爆轰过程影响研究

为研究设障管内火焰传播特性以及爆轰转捩机理，比较固体障碍物和流体障碍物对火焰加速以及爆燃转爆轰（DDT）过程影响的区别，采用CFD软件对丙烷、氧气和氮气在爆轰管内爆燃转爆轰过程开展了模拟研究。研究结果表明：火焰前锋在固体障碍物的作用下，呈现先加速后减速的趋势；而火焰前锋在流体障碍物的作用下，加速趋势更为稳定。将首个固体障碍物改为流体障碍物能够缩短爆燃转爆轰的时间与距离，爆燃转爆轰距离与时间随着流体障碍物个数的增加呈现先减小后增加的趋势。     

进口有旋及畸变条件下轴流式扩压器的数值分析

本文应用改进的二维椭圆型通用程序对锥形扩压器流场作了计算。计算扩张角2(?)的范围为8°,12°,15.8°和16°,面积比AR 为1.5～9.0左右。计算中应用湍流的有效粘性模型和二方程k—ε模型。扩压器进口气流条件为无旋的,有旋的和轴向畸变的三种。计算结果与试验性能数据的比较是令人满意的。文中还对JT3D涡扇发动机的环形扩压器进行全流场的计算。本方法可提供设计复杂形状扩压器或其他流域的流场分析,性能预报和试验方案。     

大涡模拟在超音速燃烧领域的应用研究

随着大涡模拟技术发展日臻成熟及目前计算机运算速度的提高,大涡模拟已经逐渐由理论研究阶段进入工程实用阶段.采用大涡模拟进行超音速燃烧数值模拟时,必须能够准确模拟小尺度上的燃料/空气湍流混合过程及化学反应动力学过程.本文回顾了大涡模拟中的主要亚网格模型及亚网格燃烧模型,总结了国内外采用大涡模拟在超音速燃烧研究领域的应用情况,为大涡模拟的进一步发展和应用提供参考.     

轿车室内流场的数值模拟研究

轿车室内流场的数值模拟是轿车室内环境空气品质评价与研究的基础.本文选择RNG湍流模型,采用分区域划分网格的方法,并利用Monte Carlo法分析了太阳辐射引起的车体各固面的附加热流变化,对轿车室内空气三维流场和温度场进行了数值模拟研究,为轿车室内环境的舒适性评价和轿车室内通风性能的优化提供了参考.