高层建筑三维定常风场数值模拟

基于软件平台Fluent 6 ,采用混合网格进行网格划分 ,选用标准k ε和Realizablek ε两种湍流模型计算了大气边界层中单栋高层建筑的定常风流场 ,并将数值计算结果与风洞试验进行了比较 .结果表明基于Fluent 6的标准k ε模型和Realizablek ε模型均能给出工程应用精度的结果 ;但相对而言 ,Realizablek ε模型更为合理  

交叠隧道盾构法施工土体变形的三维数值模拟

以正在建设中的上海市轨道交通明珠线二期工程上、下行线近距离交叠区间隧道盾构施工为研究对象，按“先下后上”的盾构推进过程，采用三维弹塑性有限元法SNSYS程序软件模拟了交叠隧道土层位移以及地表沉降曲面在盾构推进中的发展变化，得出了地面最大沉降量在上行隧道推进后将出现大幅度增长，且在推进前期沉降增幅最为显著的结论。给出了隧道周围土体塑性区的大小与分布，论证了要将地面沉降控制在允许范围内，必须在上、下行隧道施工中进行预注浆加固，以重点控制盾构推进前期的地层沉降量。最后，探讨了盾构刀盘推进力、一次推进步长、隧道埋深及地表硬壳层等多种影响因素对地面沉降的贡献。  

不同湍流模型在液-液旋流分离管流场计算中的应用及比较

采用标准模 k- ε型、RNG k- ε模型和 DSM模型 ,对液 -液旋流管中的单相强旋湍流进行了数值模拟 ,结果表明3种模型中以 DSM模型的预报结果最为合理 ,不仅对切向速度分布的 Rankine涡结构和轴向速度分布的近轴回流区作出了较合理的预报 ,而且揭示了 Reynolds应力的各向异性特性 ,但同实验值仍存在有一定的差别 ,尤其是在旋流管的入口附近其误差更为明显 ,分析认为除湍流模型本身的原因外 ,可以与采用 2维轴对称的计算假设以及边界条件的选择也有关 ,如若在真 3维条件下进行数值计算 ,相信其结果会得到进一步改善  

200 MW四角切向燃烧煤粉炉炉内过程的数值模拟

借助FLUENT CFD软件平台，应用Eulerian/Lagrangian方法，在3种不同工况下，对200MW四角切向燃烧煤粉锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。为减小数值伪扩散的影响，采用了改进网格系统的措施。模拟结果表明：炉内最高温度出现天燃烧器区域，随着炉膛高度的增加，温度逐渐降低；整个炉膛空间存在旋转流场，从下至上旋转强度从弱到强，然后再逐渐减弱，直到炉膛出口仍存在残余旋流；炉内CO、O2和CO2的质量浓度分布与温度分布有很大关系，高温区对应着高的CO质量浓度和低的O2、CO2质量浓度。数值模拟结果为锅炉的运行和改造提供了参考依据。  

五维大型复杂数据集计算机可视化

对目前的“五维大型复杂数据集计算机可视化方法”进行了讨论，详细地介绍了“五维大型复杂数据集微机可视化系统Ｌｉｖｅ Ｖｉｅｗ”的主要功能和在大气科学数值模拟资料分析中的应用实例。  

人体组织液定向流动与经络

关于人体经络本质的研究发现了许多新的现象,如在穴位注射放射性核素标记的小分子可观察到物质沿和古人描述的经络差不多的经线迁移,人们不仅得到了这样迁移的图像,而且还测量到了迁移的速度.但对这种循经的物质迁移一直没能从理论上给予解释.通过对人体小腿段胆经和胃经"地”的位置巨微解剖观察发现,经络线位置的骨间膜腓侧和胫侧的血管自上而下呈不均匀分布,在穴位区毛细血管密集,且在穴位和经线上的毛细血管排列呈与经线平行状.根据这一解剖事实,建立了一种毛细血管血浆与组织液交换的血液动力学模型,通过对模型的数值模拟发现,在这样的解剖结构下,组织液能产生一种定向的流动并在毛细血管密集的穴位区获得加速,并不断接力构成一条与经络线相吻合的流线.在这种流线上物质可以定向输运,计算表明在生理状态下这种输运的速度为数厘米至数十厘米每分,这和实验观察到的循经感传速度及放射性核素循经迁移速度相一致.进一步的研究还发现组织压力增高、动脉压改变以及血管壁通透性的变化都会影响流速,这和人体经络的特征是相符合的.为解释经络的科学机理提供了一种新的理论和方法.  

大体积混凝土随机骨料数值模拟

在细观力学基础上将混凝土考虑为粗骨料、砂浆及它们之间的黏结层组成的三相复合材料．针对大坝等大体积全级配或三级配混凝土，骨料含量比较高(60％-70％)的特点，提出了一种新的高效投放算法，通过一次性随机投放形成同种骨料的所有三角形基骨料，然后在此基础上随机延凸，生成任意形状的随机骨料．与通常的圆形骨料只有2个随机数相比，该生成算法中每个骨料一般需要7个以上随机数，同时该方法的生成效率和骨料含量明显高于其他多边形骨料的生成算法．采用大型通用有限元软件MARC对东江拱坝三级配混凝土试件的单向轴拉破坏过程进行了全过程数值模拟，数值模拟计算结果与试验结果接近．  

采空区自然发火"三带"划分的数值模拟

结合实例，用迎风有限元方法求解回采采空区漏风渗流方程和氧气渗流耗散方程，从理论上说明采空区氧浓度分布的不均匀衡性，用高氧浓度区与蓄热区迭加确定采空区自燃氧化带，以及在各种边界条件下自燃氧化带形状所发生的变化，得出自燃氧化度与工作面风量近似叶负指数关系，由此导出采空区自然发火危险的判定条件。  

大型泵站双向进水流道三维紊流数值模拟

结合太湖治理工程中魏村枢纽的大型排灌泵站双向进水流道设计，采用雷诺平均纳维一斯托克斯方程(RANS)和标准κ～ε湍流模型，运用SIMPLEC算法，模拟了双向进水流道在加设导水锥和未设导水锥时的三维流场，预测了旋涡的发生位置和形态．结果表明：未加导水锥时，喇叭口下有奇点，会产生附底旋涡，加设导水锥可以消除；加设导水锥后泵进口流速分布比未加导水锥时均匀；两方案的流道盲端死水区均存在对称旋涡．该研究有助于双向进水流道的水力优化设计。  

应用不同湍流模式预测城市街道峡谷的大气环境

应用标准k-ε模型及其修正模型了城市街道峡谷的大气流动和汽车排放污染物浓度场分布，并与风洞实验结果进行对比，计算结果与实验结果总体上非常一致。在街道峡谷的外围流场，修正模型明显优于标准模型，但在街道峡谷内部的浓度场分布，不同模型在建筑物顶部和地面附近存在明显差别。在地面附近，标准模型与实验结果吻合更好，这反映了由于建筑物或建筑群的存在改变了流动结构，使流动不能充分发展，因而应用不同模型得到的规律性认识与充分发展的流动有所不同。考虑到人的活动主要集中在地面附近，标准k-ε模型仍然值得首选。