高瓦斯隧道施工通风处理数值模拟分析

采用计算流体动力学软件(简称CFD软件)对紫坪铺高瓦斯隧道施工通风处理效果进行模拟,从瓦斯浓度降低方面来看,1m/s风速能满足通风要求,0.5m/s风速基本能满足通风要求,0.2m/s风速不能满足通风要求。通过现场风速与瓦斯浓度的监测,在掌子面风速为0.5～0.6m/s时,隧道内瓦斯浓度在允许浓度范围之内。数值模拟方法与实际情况相符。     

涡旋气动雾幕控尘装置的研发与模拟分析

为有效控制由机械截割破煤产生的大量粉尘,结合风幕除尘技术与高压喷雾降尘技术,研发了一种可以阻隔工作区域粉尘扩散的新型涡旋气动雾幕控尘装置模型.通过模拟后实验的研究方法对装置进行测试,采用CFD软件对装置内部的风流速度场、涡旋气动雾幕出口速度以及涡旋气动雾幕雾滴粒子场进行了数值模拟,得出初步装置运行最佳工作参数后对实验模型装置的性能进行了测定实验.研究结果表明:水泵供水压力为8 MPa、风机供风风速为12m/s、喷嘴安装角度为75°时,涡旋气动雾幕降尘装置模型处于最佳工况,涡旋状雾幕的有效覆盖范围达到最大.     

风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰数值模拟分析

目的 研究在风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰融合高度及窗口处火焰温度变化规律.方法 对无风、水平风向、竖直风向,风速为2 m/s、6 m/s条件下的凹型超高层建筑火灾模型采用火灾动态仿真模拟软件PyroSim进行数值模拟,分析窗口温度分布等温线及温度曲线,并引入危险温度540℃.结果 在不同风速条件下,连续纵向三窗口...     

深凹露天矿采场内流场分布规律的试验与数值模拟

运用现场测试和数值模拟相结合的方法,对深凹露天矿采场内的流场分布规律进行研究.以首钢水厂铁矿为试验矿山,在5个现场试验点观测不同垂直高度的风向、风速.现场测试结果表明,当风速为1~2m/s时,西南和东北方向的来流风进入采场内均形成复环流结构;当风速达到47m/s及更大时,5个测点风向与来流风向相同,未观测到采场内形成复环流结构.同时基于Gambit技术建立矿体的几何模型,应用流体力学Fluent软件对该深凹露天矿在不同风速条件下的流场分布进行数值模拟.模拟结果表明,随着风速的增加,矿区内复环流中心的位置逐渐升高,范围宽度和中心厚度也逐渐增大.数值模拟结果与现场测试结果相似.     

矿热炉塌料过程中烟尘扩散的数值模拟

以铁合金生产车间为研究对象,利用Fluent软件对车间内矿热炉生产过程中塌料事故的烟尘扩散规律进行非稳态的数值模拟.对连续相和离散相,分别采用标准k～ε模型和DPM模型,分析不同风速和风向的烟尘扩散规律.研究结果表明:当风速在2 m/s以下时,南风能更有效地排除烟尘,并且风速越大,清洁作用越明显;当塌料事故结束时,不论何种风速或风向,车间内烟尘污染面积达到最大;在300 s且无风时最大烟尘质量浓度是风速为4 m/s时的36.6倍;车间内的死角是烟尘最难排出的地方,北风风速为0.2 m/s的最大停留时间长达4 800 s.     

复杂地形风能评估的CFD方法

为解决传统方法不能评估复杂地形风能分布的问题,从某复杂地形的实测记录中选定两次风向稳定的强风过程为研究工况,建立了该地形40m×40m和20m×20m两种网格分辨率的六面体结构网格模型,采用SST k-ω及RNG k-ε两种湍流模型模拟了风速场分布.157°和83°两个风向的模拟结果表明,SST k-ω模型优于RNG k-ε模型,20m水平间距的网格精度更高,其中SST(20m)的模拟结果和实测风速的平均相对误差分别为6.46%和5.50%.最后,综合CFD模拟的风速比分布与当地的常年气象资料,提出了复杂地形全风向风能评估方法.     

百叶窗翅片结构参数的数值模拟分析

为了提高百叶窗翅片散热器的散热性能,利用CFD软件对百叶窗翅片散热器进行数值模拟分析,研究百叶窗开窗角度(21°～31°)、翅片厚度(0.07～0.13 mm)、窗翅间距(0.92～1.53 mm)、翅片间距(1～1.3 mm)对散热器散热性能的影响.结果表明:当风速在2～12 m/s之间时,随着百叶窗开窗角度、翅片厚...     

窄基角钢输电塔风载体型系数数值模拟

为研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟技术的窄基角钢输电塔整体建模及风载体型系数的合理取值问题,文章利用UG和GAMBIT软件建立了输电塔模型,利用Fluent软件进行了不同风向角下输电塔风载体型系数的计算,讨论了风速、风向对风载体型系数的影响,并与规范值进行了比较。研究发现,参考风速对风载体型系数影响很小;纵向及横向风载体型系数随风向角的变化均先增大后减小,分别在22.5°、67.5°达到最大值;模拟得到的输电塔各段风载体型系数比规范计算结果大20%以上,特别是塔腿和横担部分与规范相差更大。     

方形截面超高层建筑全风向气动阻尼的试验研究

超高层建筑质量小、阻尼低,极易在设计风速下产生明显的气动弹性效应,出现明显的气动阻尼.考虑一阶线性弯曲模态,制作了方形截面超高层建筑的单自由度气动弹性模型,高宽比8∶1,模型比例1∶600,进行风洞试验测量了各风速下建筑顶部的加速度响应,采用随机减量方法对全风向下方形截面超高层建筑的气动阻尼进行识别.其中,顺风向和横风向的气动阻尼结果与文献结果趋势吻合良好.研究结果表明:当风向角在84°~90°范围内时(90°为横风向),气动阻尼特性与横风向结果趋势一致;当风向角在0°~12°范围内时(0°为顺风向),气动阻尼特性与顺风向结果趋势一致;在某些特定的风向角下(例如16.5°),临界风速降低,气动负阻尼的起始风速也降低.     

高风速下腐蚀翼型的气动特性研究

外场工作风力机叶片会受到环境腐蚀,导致风力发电机气动性能下降,发电效率降低.为研究腐蚀翼型的气动性能变化,建立9种腐蚀模型,计算4种风速(30m/s、35m/s、40m/s、45m/s)下腐蚀翼型的气动性能,分析翼型形状与腐蚀位置的变化对翼型气动性能的影响.数值模拟结果表明来流风速与翼型的升阻力成线性关系;S803翼型...     

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.     

Numerical Experiments on Critical Ventilation Velocity and Back-layer in Tunnel Fire

IntroductionWhen a fireis started onthe floor of a straight tunnelwithout a longitudinal ventilation flow, a hot plume risesabove the fire and for ms two gas streams flowing inopposite directions symmetrically along the ceiling(Fig .1(a)) .When a longitudinal ventilation current exists ,the gasstreams on both side of the fire source will not besymmetric any more . However , if the longitudinalventilation velocity is very s mall ,the for mation of a back-layer cannot be prevented (Fig .1(b)) .…     

基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟

自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素．基于计算流体力学方法,应用Fluent软件,开展了自然通风热舒适性的研究．建立了天津某小区高层住宅建筑中两种户型的计算模型,对夏季典型气候下室内自然通风情况进行了模拟分析探讨了风向、风速和气温对室内自然通风的速度场和热舒适指数的影响．得出了A型房间的通风效果要优于B型房间的结论．利用数值方法对住宅的自然通风进行模拟,不仅可以评价房间的自然通风效果,而且对于住宅户型的设计具有重要的参考价值．     

集中通风系统中污染物分布的快速算法

为快速、准确地评价集中通风系统中的室内空气品质 ,提出了污染物可及度的指标对全新风时污染物分布的不均匀程度进行描述 ,并针对实际的系统连接形式 ,建立了带回风时污染物浓度分布的计算模型。该模型综合了集总参数法和计算流体力学 (CFD)的特点 ,充分考虑了污染源位置、回风和局部排风等因素的影响。通过对各个房间的一次CFD模拟 ,获得了系统所有房间内的实际污染物分布。该算法可克服传统集总参数法结果不准确和 CFD需要多次迭代等方面的不足     

基于流体喷射原理的室内空间自然换气研究

针对目前室内空间换气技术的不足,提出了一种新型的射流泵,对室内空间进行自然换气,并以2.2 m/s的风速为例,采用FLUENT数值模拟,来研究射流泵在室内空间自然换气的可行性.得到了喷射器的压力和速度分布图.直观地了解射流泵内部的流体流动方式和过程,并用实验进行比对.证明数值模拟的正确性,同时也证明了射流泵对室内自然换气的可行性.     

新型个性化通风系统预防传染病传播数值研究

针对医院病房内易出现病人间通过空气途径发生传染病交叉感染的问题,提出一种发散源可控的局部空调个性化通风装置作为空调系统末端,利用计算流体力学对该个性化通风系统进行模拟计算.研究结果表明:相比于传统空调,该个性化通风系统能够更有效地提供新风,并排走带有致病物的空气,使排污效率达到1.6,吸入空气质量指数高达20.5;该个性化通风系统流场也会受到中央空调系统流场的影响,导致排污效率及吸入空气质量指数降低；该个性化通风系统可以应用于医院病房以降低交叉感染概率,同时,该研究方法还可以评估中央空调通风系统与个性化通风系统的耦合现象,为科学使用个性化通风系统提供依据与策略.     

地铁新环控系统可行性分析及性能优化

为降低地铁环控系统能耗,根据目前传统屏蔽门系统和安全门系统的优劣性,提出了可控风口的新环控系统．以某新建地铁为例对新系统的舒适性、通风及节能效果进行了分析论证．利用计算流体力学方法对列车进站和出站过程进行了非稳态模拟,分析了列车进站、出站过程产生的活塞风对站台站厅舒适性、通风效果的影响,并根据系统负荷及运行条件进行了节能效果分析．结果表明,新环控系统可兼顾屏蔽门和安全门系统的优点,当按照优化后的开口和控制方案运行地铁新环控系统时,站台内乘客活动区域气流速度小于5m／s,满足舒适性要求,同时可在屏蔽门系统的基础上降低能耗17．3％,节能效果显著．     

新型自动捕风排风装置排风口性能优化

基于自然通风原理,对所研制的自动捕风排风装置的通风性能进行了优化分析.通过数值模拟和实验研究,重点分析了排风口几何形状与其表面自然通风风压系数的关系,以及提高其排风性能的关键参数.研究结果表明,圆锥形渐扩口的综合排风性能为最佳,较无渐扩口的排风口可提高排风量14.3％;所研制的自动捕风排风装置在北京地区冬季典型天利用自...     

工字型城市地下人行通道的通风环境与优化设计研究

为探讨我国南方多雨、湿热地区城市常采用的工字型地下人行通道的内部通风环境,揭示其夏季易潮湿结露的成因,对武汉市岳家嘴工字型地下人行通道进行现场监测;内容包括通道内的空气温度、湿度、壁面温度、风速等。借助CFD数值模拟,与实测成果进行了对比研究。结果表明:工字型地下人行通道的主通道难以实现有效的自然通风,夏季通道内处于高湿状态,易出现严重的结露状况。利用马格努斯(Magnus)公式阐释了结露现象产生的原因。对工字型地下人行通道的布局方案进行优化,利用CFD数值模拟对不同优化模型进行对比,验证了优化方案的合理性,可为南方城市修建地下人行通道工程提供借鉴。