埋地钢制输油管道的锌合金牺牲阳极保护研究

埋地钢制输油管道的安全性非常重要。本研究通过实验,对比锌合金牺牲阳极与自然腐蚀情况,结果显示:锌合金牺牲阳极成本低,效果好,对管道防腐有着极其重要的作用,值得推广。     

海底沉船溢油轨迹及溢油速度数值模拟

为探索溢油在海底水环境中的运动规律及溢出速度与溢出量的变化趋势,采用流体体积法(VOF)追踪自由界面,以FLUENT为计算平台,建立二维海底沉船溢油模型,动态模拟海底溢油漂移扩散变化的全过程.结果表明,海底沉船溢油初期溢出物为空气与油混合物,溢出速度在瞬间达到最大值后出现波动;溢油后期的溢出物为油与水的混合物,溢油速度趋于0;溢油量随着时间的推移逐渐增加,但增加幅度逐渐减小.将模拟结果与相关实验结果对比可知,实验现象与数值模拟结果相符,该二维海底沉船溢油模型具有可行性.     

镁基合金牺牲阳极保护在船舶上应用

由于船体材料含碳量、表面附着物等影响,船体钢板及部件会发生电化学腐蚀而使船体被锈蚀。在现代化船舶上,几乎都安装了船体外钢板及部件防腐蚀保护装置,目前,船用牺牲阳极保护法中最常用的方法是固接锌块于船壳的阴极保护法。然而使用镁牺牲阳极进行阴极保护,是一种更有效更经济的防止金属腐蚀的方法。     

铝电解槽熔体内阳极气泡分布特性的数值模拟

采用欧拉双流体模型与群体平衡模型耦合的方法,考虑阳极气泡影响的修正k-ε湍流模型,对铝电解槽熔体内阳极气泡-电解质气液两相流进行数值模拟,研究不同电流密度下电解质流场、气泡体积分数和气泡尺寸分布等流体力学信息。研究结果表明:极间区域的电解质流动呈局部循环运动形式;电流密度相同时,距阳极底掌面越远,气泡体积分数越低、气泡平均Sauter直径越小;在同一水平高度下,气泡体积分数随着电流密度的提高而增大,气泡平均Sauter直径随电流密度的提高而减小;极间气泡层呈方形分布,中心区域气泡体积分数较高,边缘部分体积分数较低;极间气泡主要以小尺寸气泡为主,而中等尺寸和大尺寸的气泡数量比较少,气泡数量和气泡尺寸之间的关系可以近似看作双曲线分布;气泡体积分率表示的气泡尺寸分布呈3个单峰分布。本文计算得到的气泡分布特性与一系列文献试验结论一致。     

集成门极换向型晶闸管透明阳极的数值模拟

分析了集成门极换向型晶闸管（IGCT）的透明阳极相对于传统阳极的特点,并进行了数值模拟,利用有限差分法求解电子电流密度方程、空穴电流密度方程、载流子连续性方程和泊松方程的联立方程组,得了透明阳极的发射效率随电子电流密度增大而增大的变化关系,透明阳极的种特点使得IGCT在大电流关断时能够迅速地排出过剩的载流子,保证了关断时的均匀性,简化甚至消除了吸收电路,使得IGCT在中电压、大功率场合具有广泛的用途。     

油藏数值模拟研究在低渗透油田的应用——以卫22块为例

油藏数值模拟是油藏研究的重要方法之一。在计算机上应用油藏数值模拟软件可以再现油藏开发过程中地下油、水、气的运动,研究解决油藏开发的实际问题。本文通过对低渗透油藏卫城油田卫22块进行油藏数值模拟,模拟出了区块目前的剩余油分布特征,为下步开发提供了指导。     

基于GMS-SUB的地面沉降数值模拟研究——以太谷东站为例

大规模抽取地下水引起的地面沉降会带来诸多环境灾害和经济损失。为解决地下水开采造成的地面沉降问题,以山西省晋中市太谷东站研究区为例,在地下水渗流理论和太沙基一维固结理论的基础上,利用GMS-SUB模块建立了该研究区三维地下水流与土体垂向一维沉降的水土耦合数值模拟模型,预测研究区2025a 8月的地下水流场和地面沉降趋势,并与经验公式法预测的地面沉降量进行了对比。结果表明,太谷东站在预测期累积地面沉降量最高达到51.2mm,沉降漏斗面积可达10.64km²,数值模拟法在空间上很好地呈现了地面沉降的分布规律,可为地面沉降预测提供参考。     

乳腺组织温度分布的数值模拟研究

基于正常乳腺的解剖学结构和生理学特征,建立了一个乳腺组织多维热传递模型,采用有限元法求解热传导方程,获得乳腺组织的稳态温度分布.结果表明:乳腺浅表或深部组织的血液灌注和代谢产热等参数的变化均在一定程度上影响乳腺组织的温度分布,但相比之下,血液灌注的变化,尤其是浅表组织血液灌注的变化对乳腺皮表温度的影响更为显著.研究结果有望为乳腺热图像分析提供重要的参考.     

基于数值模拟和SAR的波峰长度分布研究

分析了随机海浪空间特征量的研究现状和合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)海面成像机理.采用线性叠加法模拟波面得到波峰的空间形态,提取出波峰长度信息并进行统计分析.SAR观测得到的波峰长度的统计分布与数值模拟结果比较表明两者符合较好,从而验证了数值模拟技术的有效性.同时,给出大型海上结构物遭遇某一长度波浪的概率公式.     

复杂河道环境内水流冲击桥墩的数值模拟——以广安五福桥为例

广安市拟在西溪河原拱桥上游修建行车桥改善城市交通,桥梁拟建于河道弯顶处,拟建位置上下游涉水建筑物较多,汛期时桥墩周围水动力环境较为复杂。为研究汛期时弯道处桥墩受水流冲击的规律,以FLOW-3D水动力学数值模拟软件为研究工具对固定工况中水流冲击圆柱形桥墩的过程进行数值模拟。将河道模型拆分为简单模型进行模拟,发现模拟计算结果与经验公式结果较为吻合,在该基础上进行数值模拟,研究结果表明：(1)河道中景观闸与拱桥间为水流急变区,可能对河床及桥墩底部造成冲刷;(2)拟建桥区水流对桥墩的冲击压力时程变化呈现不规律脉动,主频范围为0~0.02Hz;(3)凹岸桥墩所受水流冲击力明显大于凸岸,随着流量增大,凹岸桥墩受力方向与顺河向的正夹角增大,凸岸桥墩受力与顺河向的负夹角减小。     

基于关键层理论的岩层变形数值模拟

基于关键层理论,应用Ansys10.0软件分析采动影响下覆岩变形的动态发展过程.数值模拟再现了上覆岩层弯曲、沉降的变化以及采动工作面推进过程中逐步演化的应力场和应变场.模拟结果初步揭示了覆岩变形机理,指出了覆岩的变形特征受分步开挖引起的应力重新分布及损伤积累的影响.     

贮库内偏二甲肼蒸发扩散数值模拟

 采用CFD软件Fluent对贮库内偏二甲肼泄漏后液池蒸发扩散质量分数变化过程进行数值模拟,分析研究了特定通风条件下贮库内气体运动规律和偏二甲肼连续扩散后的质量分数时空分布规律.结果表明,机械排风、负压进风条件下,贮库内气体呈现一定的循环流动;高质量分数区域主要集中在进风口下方;在z轴方向截面上偏二甲肼气体呈环形分布.     

生物心瓣应力分布的非线性有限元数值模拟

采用八结点超参数板壳元，对猪主动脉瓣在闭合脉瓣载状态下的应力分布进行了非线性有限元数值模拟。分析了变厚度瓣膜的应力分布，发现厚度对应力分布有影响。接合边顶部，基底和侧边缘区应力较大。进一步分析了正常及具有几个散布钙化点的瓣膜的应力分布，发现钙化区域应力显著增大。     

巷道风流中瓦斯逆流现象的数值模拟

根据计算流体动力学理论,研究巷道在不同风速、不同倾角下的瓦斯逆流现象;分析巷道风流中瓦斯逆流区的长度、浓度分布以及瓦斯层厚度的变化;得出倾斜巷道中瓦斯逆流的一般规律.结果表明:在下行通风风速较小的情况下,当瓦斯从顶板涌出时,巷道中将出现明显的瓦斯逆流现象;在发生瓦斯逆流时,风速越高,瓦斯逆流的区域越小,瓦斯层的厚度越薄、长度越短;下行通风有利于空气和瓦斯的混合,且倾角越大,瓦斯与空气混合的能力越强,顶板逆流瓦斯层的范围越小.     

河流冰盖热力增长的数值模拟

文章基于多相流理论,建立了河流的热力与水力条件耦合的二维河道模型.模型把河流当作大气-冰体-水体的一个耦合系统,考虑了系统中界面的热量交换,并考虑了冰花在冰盖下堆积对冰盖热量交换的影响.在不同的入口冰花浓度、冰盖上表面温度、入口水流速度的工况下,对冰盖的增长进行了模拟分析,获得了冰盖厚度的增长特征与冰盖形成后水体速度场和温度场的分布特征.模拟结果表明:入口冰花浓度越大、冰盖上表面温度越低、入口流速越小,则形成的冰盖厚度越大;断面上的流速越大,水温越低.     

防沙栅栏风洞实验的数值模拟

通过给出描述横条栅栏附近风场初边值问题基本方程,成功实现了对栅栏风洞实验结果的数值模拟.在此基础上,给出栅栏背风面的风场分布规律以及栅栏高度、孔隙度和空行数等对栅栏有效防护距离的影响.     

基于GMS的三维地质建模与地下水数值模拟——以永靖县黑台为例

在总结三维地质建模与地下水数值模拟常用软件基础上,选用GMS软件,在黄土台塬灌溉典型区域甘肃省永靖县黑台,开展三维地质建模,结合研究区内部钻孔、边界高程、地层高程数据等基础资料,建立实体地层模型,利用建模结果,综合台塬水文地质条件,建立水文概念模型与数学模型,使用软件内MODFLOW数值计算方法,在高密度电法反演地下水位信息验证下,获得研究区地下水数值模型.结果表明,模拟所得三维地层模型有很好的可视性,能直观展示研究区地层分布情况;地下水水位值与高密度电法反演地下水位分布在台塬中部地下水位有很好的对应关系.     

水力自控水处理工艺絮凝区数值模拟

絮凝是水处理最重要的环节之一,对水处理的效果影响很大。文章从数值模拟的角度,模拟水力自控工艺进水口在不同倾角情况下的絮凝效果,并依此为根据改进水力自控工艺。结果证明,在不同进水流量和不同进口倾角的情况下,当水力自控工艺在进水口倾角为45°时,水力自控工艺的絮凝效果最佳。     

高层建筑空气绕流运动的数值模拟

采用Ｋ－ε双方程湍流模型和ＳＩＭＰＬＥ算法,对风作用下高层建筑周围的空气绕流流动进行数值模拟,从而得到高层建筑外表面上的风压分布及其他流场信息