热源厂房通风有效性的数值分析

采用k-ε紊流模型,利用ANSYS计算软件,对某热源厂房的自然通风进行数值计算,将生产线上的散热量作为能量方程的附加源项,预测厂房内的速度场和温度场。预测结果表明:降低进风口的标高以及减少通风障碍物对风流的影响,可增加作业区的有效风量,从而提高厂房的通风效果。厂房的通风改造实施后,验证了数值模拟的结果。热源厂房通风的有效性可以采用能量利用系数来衡量,也可以采用有效风量率和有效空间的速度不均匀性系数来衡量。     

充填料浆长距离管道输送数值模拟

矿山充填工程中,常常会涉及料浆管道输送的技术问题,尤其对于长距离输送,料浆在管道中的流动极具复杂性.为降低管道磨损、延长管道使用寿命,采用数值模拟方法分析不同浓度料浆在长距离管道中的流动压强、流速及偏转特性.结果表明:2维双精度解算器Fluent2ddp的模拟结果与在生产中所观察到的现象较为吻合,此结果可为低倍线的降压增阻或高倍线的增压减阻提供合理依据.矿山可在此基础上采取必要措施以延长管道服务年限、降低充填成本及减少系统故障概率,从而实现低成本和高效充填之目的.     

近地边界层脉动风数值模拟

在研究以往脉动风时程模拟方法的基础上,采用非均匀圆频率间隔的方法,改进以往谐波合成法模拟的周期性缺点.改进前后2种方法的对比表明,在时程曲线方面,原有方法显示的明显周期在改进方法中已经较难发现;在自功率谱方面,改进方法以较小的波动更加贴合目标曲线,提高了模拟精度.对改进方法与实测数据在功率谱、方差和湍流强度等相关参数方面进行了比较,相差均较小.这说明了该改进数值模拟方法的可行性和有效性.     

矿井活塞风效应数值模拟

为研究活塞风对矿井通风系统的影响,运用Fluent移动参考网格建立数值分析模型,分析电机车牵引矿车在矿井井巷中运动时的矿井活塞风效应。结果表明:列车行驶前方为增压减速区,区内压力随距离的增大而减小,风速随距离的增大而增大。列车行驶后方先后存在减压增速区和增压减速区,两区内风速均随距离的增大而减小,减压增速区内压力随距离的增大而增大,增压减速区内压力随距离的增大先后存在一个增压和减压区。列车行驶前方和后方,风速和压力平面影响面积均随距离的增大而增大。列车中前部矿车活塞风风速较大。矿车内尾部、底部活塞风效应较强。     

地铁隧道火灾事故通风方式数值模拟

为了有效解决地铁隧道火灾时期烟气流动及其毒性分布对人员疏散的影响问题,以天津地铁区间隧道为研究对象,针对火灾列车停留在隧道中部的火灾工况,利用FLUENT软件,采用简化的PDF燃烧模型、浮力修正的k-ε湍流模型和P-1辐射模型,对不同事故通风方式下隧道内烟气进行数值模拟,并根据烟气的边界层吸附效应原理,论证模拟效果。结果表明:不同通风方式对隧道烟气蔓延范围、温度及毒性分布的影响较大;10MW火灾规模时,地铁隧道采用开放式推迟加压的通风方式能够在有效引导烟气流动的同时,为人员提供更充裕的疏散时间。该研究成果对地铁隧道火灾时期通风排烟的有效组织和人员安全疏散具有一定参考价值和指导意义。     

单机变换喷射器辅助通风数值模拟

为解决爆破后产生的大量有害气体对巷道的污染问题,提出喷射器辅助单机变换通风方式。即正常情况下采用压入式通风,爆破时变压入式为抽出式并用喷射器辅助通风,形成喷射器压入、风机抽出的混合式通风方式,使污浊气体由风筒排出。利用流体软件模拟50和100 m炮掘巷道通风情况,结果表明：喷射器辅助单机变换通风分别在40和50 s排出炮烟,与压入式通风相比,该方法排烟时间短,炮烟污染巷道轻,对于长距离巷道,效果更加明显。喷射器辅助单机变换通风方式对炮掘巷道是可行的。该研究为解决爆破后通风提供了理论依据。     

地铁整流变压器室通风数值模拟

目的针对地铁车站运行时变压器室内温度过高的问题,提出空调系统优化方案,以满足变压器安全运行的要求.方法利用商业流体计算软件FLUENT对地铁车站牵引变电所内整流变压器室的温度场和速度场进行数值模拟,得到整流变压器室内的温度和速度分布,并对各种工况的模拟结果进行比较分析.结果在变压器的上方有大量的热量,并形成热羽流,影响流场分布;变压器两侧的区域由于存在热阻,影响冷气流通过.结论通过改变风速,使变压器周围的气流组织更合理,以满足变压器正常工作的环境要求,并为今后的类似工程提供参考.     

捕风系统通风性能的数值模拟

捕风装置作为一种新兴的自然通风技术,在气候温和地区,比如英国的建筑中,得到了普遍应用.基于广泛使用的计算流体动力学(CFD)商用软件Fluent,对一种常见的方形截面捕风系统的通风性能进行了研究.建立了0.5 m/s、1 m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s、5 m/s、6 m/s风速和0°至45°范围内4个风向角条件下500 mm边长的方形捕风系统模型.CFD模型计算结果与实验结果在低风速下吻合良好,认为在高风速下有相对较大的误差是由于空气进口的均匀性变差引起的.通过模拟图像能够观察到捕风装置风道内部详细的气流运动,这样就很容易确定使用实验手段难以辨别的4个风道的送排风作用,从而可以利用数值模拟手段给出改进的计算结果.对捕风装置的性能与外界风速和风向的关系也做了讨论.与风道测试相比,CFD软件容易方便地得到结果,为设备的改进发展提供全面的设计参考.     

索膜结构脉动风数值模拟及参数分析

风荷载是索膜结构的控制荷载.文章比较了目前使用的两种主要的数值模拟方法,详细介绍了一种适合大跨空间结构的数值模拟方法(AR法),给出了数值模拟的主要步骤,并对某膜结构进行了风荷载数值模拟,验证了程序编制的正确性.最后对影响线性滤波器法(AR法)数值模拟效率的主要影响因素进行了详细讨论,得出了相关结论,对风荷载数值模拟有...     

火电厂汽轮机房局部机械通风数值模拟及优化

为了改善汽轮机房通风效果,保障人员舒适工作和设备安全运行,通过数值模拟研究江苏某2×1 000 MW机组汽轮机房内空气温度场和速度场的分布情况并验证模拟结果准确性,引入新型局部机械通风进行优化改进,研究机械通风流量及角度对温度场的影响。研究结果表明:当底层通风流量达6 m3/s、运转层通风流量达10 m3/s以上时,可以将人员主要活动区温度降至设计要求范围内;对于底层通风口,通风角度在0°~10°范围内,机械通风会将厂房内热空气排挤向自然进风口附近,抑制底层自然进风,该情况在实际工程中需要避免;当角度大于20°时抑制作用消失,但通风角度过大会使得厂房东侧温度升高,综合考虑通风角度选择20°较为合理。     

空间结构风场风载的数值模拟

基于计算流体动力学理论的空间结构风场风载数值模拟方法,研究了具有复杂体型的空间结构形体表面及其周围的风场,确定空间结构的风压分布,进而得到结构表面风载体型系数,并与相应风洞模型实验结果比较,结果验证了数值模拟方法的正确性.利用数值方法模拟了当存在阻挡建筑物时目标建筑物周围风场和表面风载体型系数的改变,分析了风场变化的原因,讨论了何种情况下必须考虑阻挡建筑物的影响.又基于结构表面等压线将结构表面划分为结构受风子区块,并以面积加权平均计算得到各子区的风载体型系数,为抗风设计提供了可靠依据.     

风绕塔体流动的数值模拟

利用有限体积法对Re=20和Re＝136时流体绕塔的流动状况进行数值模拟，结果表明采用三阶精度的QUICK离散动量方程，并用瞬态PISO算法坟解压力－速率耦合的中以很好地模拟塔体背风侧的旋涡生成及脱落过程，计算结果和理论分析及经典实验结果比较一致，由此可以更好地理解卡曼涡街的结构。     

有限风区内波浪数值模拟研究

【目的】研究港内波高分布特征及有限风区内风作用对波高的影响。【方法】以某码头工程为例,结合MIKE 21BW波浪模块及小区风成浪计算公式对港内波高进行计算,并对计算结果进行分析。【结果】计算组合中,W向、WSW向风作用下,港池西侧斜边岸线及西侧岸线前沿水域受岸线遮蔽的影响,波高相对较低,而湾底及东侧岸线前沿受外海入射波影响较大,波高相对较大。风作用对港内波高有一定的影响,W向风作用下,风浪对湾底岸线及东侧岸线前沿各观测点波高的贡献分别为9%~15%及12%~15%,WSW向风作用下分别为13%~35%及16%~41%。【结论】风作用对有限风区内波高的影响不容忽视。     

群体高层建筑风效应的数值模拟

基于计算流体力学软件平台FLUENT6．3,分别采用标准k-ε模型和RNGk-ε湍流模型,模拟了典型风向角下广州珠江新城利通广场作为单体建筑和处于高层建筑群中的表面风压分布和周围风环境,并与风洞试验结果进行了对比分析．研究表明：数值模拟得到的风压系数结果与风洞试验具有一致的趋势,但标准k-ε模型的结果与风洞试验相差较大,而RNGk-ε模型的结果与风洞试验较为吻合．利通前方的大尺寸低矮建筑可能减小利通各面上的风压．另一方面,利通前方的高层建筑群产生的遮挡效应使其迎风面上的风压系数减小,而利通侧风面和背风面的其他高楼引起的狭缝效应使利通上的风压增加．此外,通过流场数值模拟可对高层建筑群的风环境进行评价．     

高层建筑周围行人风环境数值模拟

采用基于k-ε湍流闭合方法的数值模式对高层建筑周围行人风场进行模拟,与风洞实验结果吻合。数值模式能够在每一个计算格点和每一个时间段提供流场的详细信息,因而,在准确评价行人风环境或者其他风环境问题上比风洞实验更具优势。随着计算技术的提高,数值模拟已变得更为快速经济,并成为研究城市风环境的有效手段。     

蓝旗营住宅楼群风环境数值模拟

采用数值方法,结合标准k-ε湍流模式求解非定常Reynolds平均Naiver-Stokes方程,对北京市海淀区蓝旗营住宅楼群的二维和三维风环境进行了数值模拟;并在此基础上对该区住宅楼的风载荷进行了频谱分析,找出了流场中基于无穷远来流速度,量纲一的住宅楼宽度两个基本特征频率为0.051和0.17,分析了其成因,两个基本特征频率分别为住宅楼后大涡脱落频率和类似Karman涡街的小尺度涡脱落频率。该文为建筑设计师及住户理解风对高层住宅的载荷和环境影响提供参考。     

无人机流场数值模拟及机舱出风对比分析

为研究无人机在两种蒙皮结构下的流场分布情况,基于CFD方法对无人机流场及机舱出风进行了数值模拟及对比分析。结果表明,两种蒙皮结构下散热器入口风量基本一致,减速器及排气管附近风速分布均匀,利于该区域冷却。蒙皮结构2状态下机舱前端出风量占总风量的54%,排气管处两个风口的出风占比约为40%,排气管冷却较好;电机截面风量较好,且热风直接从电机下方孔流出,出风顺畅。因此,蒙皮结构2相比蒙皮结构1在机舱出风上更有优势,建议选择蒙皮结构2作为蒙皮方案制作样件。     

集装箱起重机平均风荷载数值模拟及试验对比

以典型集装箱起重机为研究对象,基于Fluent6．1．22软件平台,分别在均匀风场和B类地面粗糙度风场,以及在工作状态和非工作状态下,对起重机各杆件上的平均风压进行了计算流体动力学（CFD）数值模拟,并将数值模拟结果与刚性测压模型风洞试验数据进行了对比．结果表明：基于Fluent的雷诺应力模型（RSM）在数值模拟中预测结果相对较好,数值模拟可以弥补风洞试验困难,较准确地获得集装箱起重机整机的平均风荷载．     

随机风-浪联合传播数值模拟及分析

海洋风、浪往往同时传播,同步传播过程中风、浪之间具有显著的相互耦合作用。针对海洋脉动风和随机波浪同步传播的数值仿真需求,基于程序开发平台Matlab和CFD软件平台Fluent,提出了一种随机风场和随机波浪联合传播数值模拟方法,基于该数值方法构建了随机风-浪联合传播数值水槽,并对该数值水槽单独随机风、单独随机波浪以及随机风-浪联合传播的数值模拟效果进行了试算和验证分析。结果显示该水槽数值模拟脉动风速与对应理论计算风速相吻合,水槽数值模拟随机波浪与对应理论计算随机波浪相吻合,水槽风-浪联合数值模拟显示了风、浪之间显著耦合作用效应。建立的随机风-浪联合数值水槽在随机风和随机波浪同步传播的数值仿真上具备可靠性及可应用性。研究内容为海上风、浪环境要素耦合效应研究及海洋工程结构风-浪联合作用相关研究提供平台基础。     

风墙聚能风力机的三维数值模拟及优化

风能是一种洁净的可再生能源,对风能的开发已受到广泛的重视.采用商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,对风墙聚能风力机进行三维数值模拟.计算在相同来流条件下,不同尺寸和形状的风墙中风力机的聚能增益比,由此来寻求风墙的尺寸和形状对风机聚能的影响规律.对于影响风机聚能效果的参数采用正交优化方法进行分析和优化,得出风墙形状对聚能效果的影响规律,为风墙聚能风力机的试验和建造提供了依据.