航空器巡航阶段空气污染的排放和扩散

为了探索航空器巡航阶段的排放和扩散,本文假设航空器巡航阶段推力为其最大推力的70％,以国际民航组织（International Civil Aviation Organization,ICAO）发动机排放数据库中的GEnx-2B67/P发动机氮氧化物（NOx）的排放为例,利用全空域航空排放评估系统（System for Assessing Aviation’s Global Emissions,SAGE）进行数值仿真,计算得到飞行方向上的排放强度。然后假设飞行方向为恒定的线源排放方向,且与风向垂直,基于高斯扩散模型,得到航空器巡航阶段的污染扩散模型。最后采取ICAO在2012 年美国俄亥俄州Peebles数据,对NOX浓度扩散进行数值仿真,成功计算出当时当地GEnx-2B67/P发动机在巡航状态下飞机排放的NOX浓度分布情况。     

基于快速存取记录器数据的飞机废气排放计算与分析

近年来,我国大力推行民航绿色发展,飞机废气排放问题逐渐引起重视。本文基于快速存取记录器提供的实际运行数据,参考BFFM2,对ICAO标准排放计算模型加以修正,并利用该模型计算了实际运行航班的废气排放数据。随后从机型/发动机型号、飞行时间以及燃油流量3个影响因素入手,分析其对废气排放的具体影响。最后对民航减排提出了几点建议：改善机队组合;优化场面运行程序;调整航路和巡航模式。本文的研究结果对有关航班全程废气排放和缓解飞机废气排放的研究具有一定的参考价值。     

公路隧道汽车污染物基准排放量

为准确确定汽车排放对公路隧道的污染状况，分析了汽车污染物排放特性，建立了基于CVS采样和“碳平衡法”的汽油车CO排放量计算模型、基于发动机燃烧理论分析的柴油机烟雾排放量计算模型。通过PIMA-Ⅲ模拟汽车运行工况的台架试验和实际道路试验，研究了汽油车CO和柴油机烟雾排放的速度特性；进行了CW150发动机台架模拟隧道污染环境试验，分析了发动机进气受到污染后对发动机污染物排放量的影响。结果表明，汽油机进气CO浓度每增加O．01％，废气排放中CO排放量增加11％；柴油机进气中CO含量达到0．02％时，烟雾排放量平均增加15％～20％。     

一种伸缩栅格结构变体翼梢小翼研究

翼梢小翼能够抑制翼尖涡的形成,减小诱导阻力,增加航程。目前翼梢小翼的设计目标是改善飞机巡航阶段的升阻特性,而无法在起降、爬升阶段提供最优的减阻效果。本文设计了一种伸缩栅格结构变展长翼梢小翼,通过在飞行过程中控制翼梢小翼高度的变化,改善飞机起降、爬升阶段和巡航阶段的气动性能。利用基于涡格法的AVL软件计算伸缩式翼梢小翼对飞机气动性能的影响,结果表明在起降、爬升阶段(0.3Ma,8°迎角),这种伸缩式翼梢小翼能使升力系数提高0.21%,诱导阻力系数降低0.57%,而翼根弯矩系数仅增加0.06%,因此这种伸缩式翼梢小翼具有改善飞机起降和爬升性能的潜力。     

基于飞机总体设计参数的民用飞机环保性能评估

基于飞机总体设计阶段的参数对全任务航程内燃油消耗及废气排放进行计算,并估算飞机环保性能,以期为总体设计阶段飞机构型筛选提供一定的环保性能准则.飞机全任务航程被分为起飞着陆及巡航两个阶段;利用神经网络对飞机起飞着陆阶段的燃油消耗及废气排放进行估计,并基于此计算飞机全任务航程内的燃油消耗及废气排放,并且提出废气排放因子,对飞机的环保性能进行初步评估.     

高超声速飞行器周期跳跃巡航轨迹设计与仿真

针对临近空间有动力高超声速飞行器（NSPHV）周期跳跃巡航轨迹的设计规划问题,提出了一种基于飞行动力模型与多约束条件下的轨迹简单规划方法。首先,建立NSPHV动力学模型;其次,根据NSPHV周期性跳跃巡航飞行特点设计了以高度为节点约束、攻角为控制量的制导飞行方案,把攻角设成关于高度的简单分段周期函数,段与段之间以一定的攻角变化率连接,并利用直接法对攻角进行求解。最后仿真得到速度、航迹倾角、高度均具有一定周期性的NSPHV跳跃巡航飞行轨迹,同时分析了初始高度、初始速度以及初始航迹倾角对飞行轨迹的影响。结果表明：该方法是一种简单有效的周期巡航轨迹规划方法,而且生成的轨迹具有一定的稳定性,不易受初值影响。     

天然气再燃过程与排放特性数值研究

应用CFD计算软件FLUENT6.1,对煤粉炉天然气再燃烧过程进行了数值模拟.分析了不同再燃烧工况下,NOx、CO2、CO等污染物的排放量及飞灰含碳量与煤粉炉热效率之间的关系.结果表明,天然气再燃技术能够有效地降低NOx的排放量,且燃料燃烧充分,煤粉炉热效率较高.给出了在保证煤粉炉较高热效率前提下,有效降低NOx排放的天然气再燃量、天然气投射位置以及再燃烧区过量空气系数.NOx排放浓度的计算值与试验值的变化趋势基本保持一致,表明计算方法可用于工程实际.对现有锅炉进行一定的结构改造,通过天然气再燃可达到高效降低NOx排放的目的.     

重庆市主城区机动车污染分担率研究

利用机动车污染物排放量及其分担率计算公式,根据"重庆工况"下测试所得的重庆市机动车排放因子,计算出了重庆主城区分车型机动车污染排放量及其分担率.结果表明,2007年重庆主城区道路机动车年排放CO、NOx、HC的污染分担率分别为80.0%、50.4%和54.3%,并且经过分析得出不同车型排放的主要污染物也有所不同,针对具体车型宜采用不同的尾气控制方法,本研究可以对重庆市城区机动车的污染控制工作提供科学数据和理论基础.     

基于CFD方法的机翼外形静气弹修正

对于大展弦比的民机设计,基于CFD方法通过气动结构耦合进行机翼外形静气弹修正。本文通过对巡航外形的气动力和重力卸载,计算飞机的型架外形。基于型架外形,通过气动结构耦合进行多次迭代计算,得到弹性变形收敛后的巡航外形。     

飞机起飞性能算法

根据两点起飞和三点起飞不同的飞行原理和运动特点,分别建立两种不同起飞方式下的数学仿真模型。重点结合飞机的气动特性和起落架系统特性,依据全机总体设计参数进行仿真计算,给出不同起飞方式下的性能数据。以某型飞机为例,编写起飞性能程序,计算两种不同起飞方式下飞机的起飞性能。最后分析了2种不同的起飞方式对飞机各起飞阶段下的距离和速度等性能数据的影响,结合飞机实际飞行,验证仿真模型的准确性,并给出较优的起飞方式,用于指导部队飞行。     

实际道路运行工况下轻型车排放特征研究

针对定量评价机动车在特定运行状况下排放状况的问题,采用轻型车在OEM-2100的基础上搭建了车载排放测试试验平台进行实际道路试验. 分析了机动车在不同运行工况模式下3种排放污染物的差异;分别分析了速度和加速度对机动车3种排放污染物质量排放率的影响,并获得了速度和加速度联合分布下3种污染物的排放特征. 研究结果表明加速工况下的排放值要明显高于其他工况,巡航次之,其次是怠速和减速;速度和加速度对车辆排放都有较大的影响,轻型车的行驶速度控制在30~50 km·h-1范围内中速行驶,加速度小于等于0.5 m·s-2时,可达到最佳的排放性能.      

基于粗糙集理论和优劣解距离法的邮轮舱室舒适性评价

邮轮作为以娱乐性属性为主的船舶,相较于一般运输船舶,对成员舒适性提出了更高的要求。邮轮舒适性设计属于邮轮人因学设计范畴,实践中需要建立恰当的邮轮舒适性模型并对其进行相应的评定。首先,从感官舒适性角度出发,从视觉、触觉、听觉、嗅觉4个主要感官的舒适性和其他舒适性影响因素5个大方面,对影响邮轮舒适性因素进行详细的划分,总结出12个影响邮轮舱室舒适性的指标;其次,基于模糊集理论,改进了优劣解距离(technique for order preference by similarity to an ideal solution, TOPSIS)评价方法,建立了基于粗糙集的评价权重体系和基于改进的Rough-TOPSIS法的邮轮舱室舒适度评价模型;最后,以某邮轮舱室舒适性设计的多种方案为例,进行比较研究。实例证明了该评价模型的科学性,适用于邮轮舱室舒适性评价。     

农用运输车实际道路油耗特征研究

利用SEMTECH-DS车载测试系统,选择3辆农用运输车进行实际道路车载测试,获得测试车辆速度和CO2、CO、NOx、HC等气态污染物逐秒排放数据.基于碳平衡原理计算得到测试车辆油耗因子,测试车辆平均百公里油耗为2.84 L,CO2、CO、NOx和HC基于油耗平均排放因子分别为3 022.7 g.kg-1、127.6 g.kg-1、58.1 g.kg-1和11.4 g.kg-1.对工况与油耗之间的关联进行解析,结果表明:油耗速率随速度、加速度的增加而升高;百公里油耗随速度增加总体呈下降趋势,随加速度增加而升高;加速运行模式下的油耗速率和百公里油耗最高,匀速次之;油耗速率与VSP呈现很好的相关规律.     

A dynamic upper atmosphere of Venus as revealed by VIRTIS on Venus Express

The upper atmosphere of a planet is a transition region in which energy is transferred between the deeper atmosphere and outer space. Molecular emissions from the upper atmosphere (90-120 km altitude) of Venus can be used to investigate the energetics and to trace the circulation of this hitherto little-studied region. Previous spacecraft and ground-based observations of infrared emission from CO2, O2 and NO have established that photochemical and dynamic activity controls the structure of the upper atmosphere of Venus. These data, however, have left unresolved the precise altitude of the emission owing to a lack of data and of an adequate observing geometry. Here we report measurements of day-side CO2 non-local thermodynamic equilibrium emission at 4.3 microm, extending from 90 to 120 km altitude, and of night-side O2 emission extending from 95 to 100 km. The CO2 emission peak occurs at approximately 115 km and varies with solar zenith angle over a range of approximately 10 km. This confirms previous modelling, and permits the beginning of a systematic study of the variability of the emission. The O2 peak emission happens at 96 km +/- 1 km, which is consistent with three-body recombination of oxygen atoms transported from the day side by a global thermospheric sub-solar to anti-solar circulation, as previously predicted.     

低速汽车实际道路气态污染物排放特征

 利用SEMTECH-DS车载排放测试系统,对6辆典型低速汽车进行实际道路车载排放测试,获得测试车辆逐秒速度,CO₂,CO,NO_x和碳氢化合物(HC)等气态污染物排放数据.基于测试数据,对工况与污染物排放之间的关联进行解析,计算并分析了4种污染物的排放因子.结果显示,低速汽车CO₂,CO,NO_x和HC 4种污染物排放因子总体上随速度增加而下降,随加速度增加而升高;不同行驶下的排放速率:加速＞匀速＞减速＞怠速;各污染物排放速率与比功率(VSP)呈现很好的相关规律.测试低速汽车CO₂,CO,NO_x和HC平均排放因子分别为110.1,1.66,1.78和0.49g/km^-1,其中CO与国II轻型柴油车排放限值相当,NO_x和HC与国I轻型柴油车排放限值相当.     

集群污染源颗粒物允许排放量调控

 以包钢工业园区采暖期颗粒物排放清单为基础,利用CALPUFF大气扩散模型进行集群污染源允许排放量动态调控,其模拟调控结果可为污染物排放控制对策、措施的制定提供一定的理论指导,有助于实现包钢工业园区大气环境稳定达标.模拟结果表明,集群污染源单位排污量对控制点浓度贡献随着污染源高度的增加而降低,低矮点源和面源应作为控制重点.在采暖期气象条件不利于污染物扩散的条件下,集群污染源最大允许排放量减少到现有排放量的8.82%,而在气象条件有利于污染物扩散的条件下,其最大允许排放量减少到现有排放量的12.03%,可以实现控制区大气环境质量达标.     

燃煤在O_2/CO_2方式下SO_2生成特性的研究

研究了合山煤在O2 /CO2 方式下SO2 的生成特性 .结果表明在O2 /CO2 方式下 ,由于燃煤的燃烧特性和钙基吸收剂的煅烧分解特性不同于传统燃烧方式 ,SO2 的生成速度加快 ,生成量较空气气氛下大为减少 ,钙基吸收剂的脱硫率随温度升高而增加 ,表明O2 /CO2 方式有利于钙基吸收剂高温脱硫     

柴油机燃用F-T柴油/聚甲氧基二甲醚混合燃料的排放性能

为研究F-T柴油/聚甲氧基二甲醚(PODE)混合燃料的排放性能,以增压中冷柴油机作为试验发动机,以不同掺混比例的F-T柴油/PODE混合燃料、0#柴油和F-T柴油作为研究燃料,对发动机的排放物进行对比研究。结果表明:常规排放物中,混合燃料的NO_x排放与其他对比燃料基本相同,但对CO和碳烟的排放较0#柴油有显著的改善效果,且改善效果与PODE的掺混比例呈负相关。非常规排放物中,混合燃料对抑制甲醛的排放并无明显效果;但是可有效降低SO_2的排放,可见该混合燃料具有较好的排放性能。     

炭烧烤炉污染物散发强度与热功率特性的实验分析

针对目前烧烤业室内污染物散发量大、就餐高峰超标严重,且污染物控制在通风空调设计方面缺乏有关污染物散发强度及负荷计算参数等问题,设计搭建了烧烤实验台,对木炭和机制炭烧烤炉污染物散发强度和热功率特性进行了研究.结果表明:正常燃烧阶段,木炭与机制炭炉污染物散发强度随时间均呈下降趋势,而机制炭炉污染物散发强度相对稳定;正常燃烧阶段,四人式木炭、机制炭炉CO2散发强度分别在25,mol/h、20,mol/h以下,CO散发强度分别稳定在4.0,mol/h和2.0,mol/h以下;机制炭炉CO散发强度平均值与木炭炉相比降低约30%;当排风量在570~760,m3/h之间时,机制炭炉热功率明显高于木炭炉,且最大热功率达到2,240,W;对流显热功率在一定程度上受补风量的影响,机制炭炉对流显热功率占总热功率的比例平均值处于40%~60%之间.     

电力减排对华东空气质量影响的数值模拟研究

我国经济正处在高速发展时期,电力需求将持续增长,但以燃煤为主的电力工业带来的能源消耗和环境污染问题也不容忽视。为了进一步了解电力排放对华东空气质量的影响,本文应用中尺度大气动力-化学耦合模式WRF-Chem针对两种不同的电厂减排情景模拟分析了冬季华东地区主要污染物浓度变化量和分布情况,得到以下结论：(1)模式能较好模拟华东主要大气污染物的时间变化规律和空间分布特征;(2)华东冬季主要大气污染物浓度高值区为山东西部、安徽北部及长三角地区,冬季大气环流条件不利近地面污染物扩散,易造成污染物堆积;(3) 减排的敏感性试验表明：电厂排放减半时华东大部地区SO2、NO2的浓度降低约10~30%,关闭时约30~50%;PM2.5和PM10在江西和福建沿海一带减少较多,电厂排放减半时约5%,关闭时约10%;CO基本不受电厂减排影响,仅降低1~2%;而O3在电厂排放减半或关闭时在华东大部地区增加30%以上。