双层地铁换乘站性能化火灾烟气虚拟仿真分析

地铁换乘车站建筑形式特殊,其火灾烟气特性与普通地下建筑有着较大差异.针对某地铁换乘站的防火问题,采用CFD大涡模拟场模型进行地铁换乘车站火灾烟气特性的模拟分析,对不同危险场景下换乘站内的烟气扩散和运动规律进行了分析研究,验证原有排烟设计的有效性.通过分析发现传统的分区排烟模式不能很好的控制烟气的蔓延,针对这种情况,应用性能化防火设计的原理对车站的防排烟系统进行了改造设计,提高了地铁车站防排烟系统的整体能力,达到了对火灾烟气进行控制和保证人员安全疏散目的,并采用先进的虚拟现实技术,结合CFD数值模型构建了集成的火灾数值虚拟仿真平台,进行该车站的防排烟系统改造设计进行了模拟与分析,获得了具有高度真实感的地铁换乘站火灾烟气蔓延过程.此外,通过研究发现,除传统排烟风速和排烟量等指标对烟气控制有较大影响外,不同排烟方案和整个排烟系统的运行模式对烟气扩散和人员安全疏散也有重要的影响.     

管道充气排液工况下气液两相流数值模拟研究

为了获得管道充气排液过程的两相流动状态,采用VOF模型对管道充气排液工况进行了数值模拟研究.模型考虑了液体表面张力、壁面粘附力,流体粘度,管壁粗糙度以及气体可压缩性效应,并采用结构化网格和自适应网格加密技术,对两相界面进行了跟踪,观察了这一工况下的气液两相混合及界面变化过程,分析了充气过程中不同时刻的管道内压力分布、气相体积分数、管流摩阻和能量交换情况,得到了这一工况下气液两相的流动特征.模拟结果也表明,在进行适当的网格划分和参数设置,VOF模型可以用于非自由表面的有压流动的数值模拟.     

基于双层区域模型的舱室火灾模拟技术研究

为了研究舰船舱室内火灾蔓延特点,采用火灾双层区域模型实现舰船舱室火灾蔓延趋势的模拟.通过建立系统能量、质量守恒和气体状态方程、物体间的对流换热过程等,得出了更为贴近实际的单舱室和相r邻多舱室火灾烟气蔓延的数学物理模型.采用数值方法实现模型的求解,并编制了舱室环境下的火灾模拟仿真程序,实现了某舰船内两相邻舱室内烟气温度和烟气层高度随时间变化的仿真过程,其模拟结果同CFAST软件的模拟结果相吻合,验证了建立模型的有效性.     

基于火焰图像特征与BT-SVM的窑况识别方法

针对氧化铝回转窑烧成带工况变化复杂难以实现连续在线检测,长期依赖人工看火操作的难题,提出了利用计算机图像处理技术模拟传统的人工看火过程进行窑况识别研究的方法,方法包括两个部分:提取烧成带火焰图像特征,融合关键工艺过程数据组成混合特征;建立具有准正态二叉树结构的支持向量机窑况识别模型对混合特征数据进行分类识别.最后,应用该方法对采集得到的火焰图像数据与过程数据进行仿真实验研究,获得了满意的效果.     

基于Matlab/Simulink的高速磁浮列车车载电网系统仿真研究

根据磁浮列车上车载电网各用电设备的连接关系与加戴使用条件，运用Simulink仿真工具搭走磁浮列车车戴电网系统模型，采用该模型对车辆的启动-运行-正常制动和启动-运行-涡流制动两种工况进行仿真试验。仿真结果表明所建模型可以准确模拟车辆两种工况下各个设备的运行情况，验证了所设计的电网系统中用电设备运行正常．     

某型导弹发射筒的弹射工况建模仿真研究

基于网格理论和有限元理论,建立了某型导弹复合材料发射筒的结构模型,计算了水压加载下的应变情况。与发射筒水压试验检测数据比较,仿真数据表明,网格理论误差较大,无法对发射筒效能有效性进行评估,有限元模型与检测数据模拟较为精确,且能有效地确定应变最大部位。通过对发射筒进行弹射动态加载,完成对发射筒弹射工况下整体应变的计算,仿真模型计算表明,利用有限元方法可有效分析发射筒弹射工况下的应变模拟仿真。     

高大空间建筑火灾数值仿真模型的应用研究

采用经验公式、区域模型和场模型这三种国际上最常用的数值仿真方法来分别研究大空间建筑火灾的特性.通过数值试验,了解不同仿真模型的模拟效果和异同,从而选择出适合大空间建筑火灾模拟分析的模型和方法以及适用条件.此外对FDS模拟大空间建筑火灾的相关参数进行了研究,分析了不同参数设置对模拟结果的影响,可为今后科学研究和工程实践提供参考.     

汽车热管理系统共轭换热仿真

为考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,建立包含发动机尾气、排气管道及后处理设备的某轿车整车辐射与内外流固共轭换热模型,将流体与固体之间复杂的外边界条件变成相对简单的内边界.采用STAR-CD软件,选用高雷诺数的k-ε两方程湍流模型和标准壁面函数及共轭换热和DO辐射换热模型对轿车的热环境状况进行了三维稳态模拟,给出了发动机舱和排气系统及部件的温度分布情况,对比分析了排气系统各部件表面的平均温度和最高温度.结果表明:怠速工况下排气系统及底盘的热环境情况最为恶劣;满载爬坡工况发动机舱的热环境情况最为恶劣.     

U型管蒸汽发生器数学模型的建立及其仿真研究

建立了压水堆核动力装置蒸汽发生器的数学模型，该模型包含１５个控制体，其中１２个控制体是边界可移动的控制体，在模型运行中这些控制体可以随工况变化，可以消失，也可以重新出现，模型的建立基于严格的守恒定律，其内部所有的工质流动和传热都可以改变方向，最后对该模型进行了仿真研究，仿真试验结果表明蒸发器模型较全面地反映了其内部的动态热工水力过程，在很大的工况范围内具有很好的适应性和合理性。     

恒速制动时制动器摩擦性能动态仿真

恒速制动时制动器摩擦副摩擦性能衰退规律是车辆连续下长坡制动热衰退研究的基础.以EQ1208后桥鼓式制动器为例,首先基于热-机耦合事实及对制动器摩擦副摩擦接触状态的分析,建立了鼓式制动器三维热-机耦合有限元模型并经台架试验验证,仿真值和试验值在相同温度测量点吻合较好,验证了有限元模型及所应用摩擦系数温度特性的准确性;然后在恒速制动工况下对影响摩擦副摩擦性能及其衰退规律的因素(坡度和车速)进行了仿真分析.     

蓄热容器内固液相变蓄热过程的仿真计算

在考虑容器侧壁导热和添加更加真实的空穴模型的基础上,建立了微重力下热管吸热器内的相变蓄热容器的仿真模型,并采用FLUENT软件对相变蓄热过程进行了仿真计算,得到了热管壁温和蓄热容器外壁温度的变化曲线,以及不同时刻下蓄热容器内的温度场和熔化率分布;仿真结果对于微重力下固液相变过程的研究和蓄热容器的设计改进具有积极的意义。     

空调房间温度预估模糊PID控制器的研究

针对中央空调房间温度被控对象的大滞后大惯性,设计了具有Smith预估的模糊自整定PID控制器。建立中央空调房间温度控制系统的数学模型,介绍预估模糊PID控制器结构,以及模糊控制规则的生成方法,并且对该控制方案进行了数字仿真。仿真结果表明:该方法调节精度较高,调节迅速,超调小,具有一定的可行性。     

网络结点流量控制的非线性模型分析

针对网络中海量数据传输的网络拥塞控制问题,对网络流量稳定性控制的非线性模型进行了分析和模拟。结合网络中产生拥塞的原因(控制信息与数据沿同一链路传输且具有相同的时延,而每一个用户都试图最大限度地利用网络),给出了利用TurboC模拟不同带宽利用率、不同工具函数、不同经验因子情况下的网络传输情况。验证了模型的科学性、问题所在及建立脱离网络拓扑和网络协议的通用结点流量控制模型的可行性。     

管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。     

基于Matlab的SCR烟气脱硝仿真平台设计

以选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝系统为研究对象,在对其反应机理进行研究的基础上,建立SCR脱硝的动力学模型,并利用Matlab搭建SCR脱硝过程的仿真平台。平台能够对SCR烟气脱硝基本过程进行仿真,并对实验数据加以综合分析。在实验数据基础上进行软测量建立烟气脱硝模型,并应用模型实现脱硝过程控制。     

质子交换膜燃料电池系统中冷器建模与仿真

为研究质子交换膜燃料电池系统水热管理策略,针对某款实际系统建立了水冷逆流式中冷器的机理模型,并用实验数据对模型进行了验证.在Matlab/Simulink仿真平台下分析了空气流量、冷却液流量、空气温度、冷却液温度对中冷器冷却效果的影响.仿真结果表明:(1)模型的输出结果和实验数据相吻合,模型具有较高的可靠性;(2)中冷器入口空气温度和流量对中冷器冷却效果影响较大;(3)在一定范围内,调节冷却液流量能有效调节出口空气温度.     

催化剂粉尘浓度软测量建模研究与应用

采用基于Mie理论的激光散射法测量催化剂粉尘浓度时,催化剂粉尘浓度与监测参数——入射光强、散射光强、出射光强以及烟气流量之间存在着复杂的非线性关系,给粉尘浓度的准确测梁带来困难。利用支持向量机优良的非线性映射和强大的泛化能力,建立了一个基于最小二乘支持向量机的催化剂粉尘浓度软测量模型,给出了相应的系统结构和算法,并通过网格搜索和交叉验证的方法对支持向量机进行参数选择。采用遗忘因子法和数据滑动时间窗技术对工业软测量模型进行在线校正,克服了工况条件发生改变时的估计偏差,提高了估计精度。仿真和实际运行结果表明基于LS-SVM的软测量模型具有较高的估算精度与泛化能力,为催化剂粉尘浓度的在线测量提供了一种简单、可靠的新方法。     

基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真

在工程实际中常遇到的流动、传热和燃烧等问题中,大都为分布参数系统.针对该分布参数模型建模难的问题,结合CFD仿真软件FLUENT和系统仿真软件MATLAB各自的优点,根据WinSock网络通信原理,开发了FLUENT/MATLAB接口,建立了分布参数模型闭环控制快速原型的仿真平台,并且通过算例仿真验证了该方法的可行性与实用性.     

蠕变本构模型在时效成形仿真中的应用研究

为了在时效成形有限元模拟仿真的过程中得到更为精确的数值解,采用以经典塑性理论(CPT)为基础的蠕变本构方程,在蠕变试验的基础上,拟合了蠕变本构模型的参数B、m、n的值,并将该模型应用于T型试件的时效成形有限元模拟.通过与T型试件的热压罐时效成形的数据相比较,在模具曲率半径R≥2000的情况下,数值模拟仿真的数据与试验数据的差异较大.因此根据试验数据对蠕变本构模型中的参数B、m、n的值进行了修正.应用修正后的本构方程进行模拟,最后得到的数值模拟的结果与时效成形的试验结果相比较,最大曲率半径偏差小于0.8mm,满足工程应用要求.     

人体肺动脉狭窄血流动力学数值分析

采用计算流体动力学方法,探讨针对同一模型不同主肺动脉狭窄率(0,25%和50%)的血流动力学变化情况.通过对患者CT数据处理,完成了三组肺动脉狭窄几何的全三维数字化重构,结合主肺动脉血流量等临床数据,模拟了伴有不同狭窄程度的肺动脉模型内血流细节.仿真结果得到了连接段内血液流动速度场、压力、壁面剪切应力等分布特性,这对于评判不同肺动脉狭窄程度的影响和相关手术治疗方案的选择有着参考作用.