煤炭地下气化多阶段数学模型

在煤炭地下气化过程中,干燥、热解及气－煤反应是非常重要的产气过程,它决定着地下煤气的组成和气化工作面的效率。鉴于此,分析了煤的干燥和热解特征,研究了煤的干燥模型、热解动国学模型、气－煤焦反应动力学及多孔煤块中气体的扩散和流动规律,在此基础上,建立了煤炭地下气化干燥、热解及气－煤焦反应的多阶段数学模型,并对计算结果进行了分析与讨论,模拟结果表明,数值计算值与实测值较为吻合,证明了煤炭地下气化过程多阶段数学模型的建立、参数的选定及对定解条件分析与处理的正确性和合理性。     

13—bit格子气自动机模型对流场的模拟

13－bit格子气自动机模型是一种基于FHPⅡ模型基础上的新模型，为了验证其正确性，文中通过建立在该模型基础上的数值试验方法，对圆柱绕流、方柱绕流和多柱体绕流等典型流体流动，采用该模型模拟了它们的流场分布，与文献中用有限差分、有限元、边界元等方法的模拟结果相比较，发现13－bit格子气自动机模型能够较为真实、客观、详细的模拟流体流场；并进一步采用该模型模拟了焦炭多孔介质内流体流动，发现其能够便捷、清晰地模拟具有复杂几何边界条件的流场。     

汽车运动工况的计算机模拟

本文把驾驶员－－汽车－－环境作为一个系统，提出汽车运行工况计算机模拟研究的方法，根据我们建立的各子系统的模拟模型，编写出运行工况计算机模拟程序，并与汽车道路试验结果进行了对比，汽车运行工况的计算机模拟为汽车运动工况的试验研究提供了新的研究方法。     

垃圾焚烧尾气中HCl干式净化过程的数学模拟

运用渗透理论建立了垃圾焚烧烟气中ＨＣｌ气体干式净化的气固反应数学模型，并采用Ｂｅｔｈｅ网络来模拟Ｃａ（ＯＨ）２颗粒的内孔结构，模型详细考虑了孔堵塞，孔变孤立以及死端孔对有效扩散系数和反应过程的影响，利用本模型对Ｃａ（ＯＨ）２吸收ＨＣｌ气体的气－固反应进行了数值分析，在误差允许范围内，此模型的计算结果比以前普遍采用的任意孔模型与试验数据吻合得更好。     

基于Fluent的城镇LPG管道泄漏事故后果及影响因素分析

为分析城镇LPG管道泄漏扩散规律及其影响因素,建立了重气在大气中泄漏扩散的FLUENT数值模拟模型,并与实验结果进行对比,验证了基于FLUENT的重气扩散数值模拟模型的可行性和准确性。以某城市LPG管道为研究对象,利用RNG k-ε模型,分析了环境风速、障碍物以及城镇地形条件对LPG泄漏事故后果的影响。结果表明,风速的增加造成泄漏源处形成的膨胀云层减小,加剧了LPG在下风向的输运,增大了近地面区域LPG泄漏的危险性。障碍物的宽度越大,迎风面对LPG管道泄漏扩散的阻挡效应愈显著,有利于抑制LPG气云向背风侧近地区域的扩散蔓延,但应注意背风面涡流造成火灾爆炸危险性加剧的现象。当LPG管道在低洼地形和城市高楼间泄漏时,LPG管道泄漏事故危险性急剧增加。     

Fluent模拟LNG泄漏扩散的有效性评价

为了评价通用CFD商业软件Fluent在液化天然气(LNG)泄漏扩散模拟上的适用性和有效性,借助于Coyote、Burro等液化天然气泄漏扩散试验数据,综合国外重气模型评价项目研究成果,设计了LNG泄漏扩散Fluent模拟有效性评价方法。先采用Fluent对LNG现场试验进行建模模拟;再将模拟结果与现场试验数据做偏差统计分析,最后将偏差统计值与判断标准及其他模型模拟的偏差统计值做比较,得出评价结果。评价结果表明:Fluent能有效地模拟预测LNG泄漏扩散危害浓度变化特征,且具有较好的预测精度,Fluent应用于LNG泄漏扩散风险评价有较高的可信性。     

液体气溶胶粒子间相互作用的仿真研究

针对气溶胶在大规模场地试验会耗费大量的人力物力成本的问题，同时气溶胶本身具有的有害影响不可控，为了提高试验的效率和保证试验的安全可靠性，本文采用CFD软件对气溶胶形成及扩散过程进行计算机仿真研究.本文首先对气溶胶混合气形成的过程进行数值模拟研究，搭建物理和数学模型模拟液态气溶胶生成过程，通过加入气溶胶注入器数目模拟多个气溶胶来源之间的相互影响；再将气溶胶连续注射到立方体模型中，分散气溶胶的浓度被允许自然衰减一段时间.结果如下：当液态气溶胶进入到环境中时，随着时间的推移液态气溶胶在环境中扩散，并且在中下部聚集；当环境压强增加时，扩散速率会有减少.分析仿真结果得出，液态气溶胶模型可以作为一种有效的工具，用于合理分析液态气溶胶扩散所造成的影响.     

多尺度扩散模式对ETEX-1试验的再现模拟

 根据非静力动力学气象模式和拉格朗日粒子模式建立的多尺度模式,利用欧洲预报数据ECMWF和不同分辨率的地形数据,对欧洲长距离示踪试验（ETEX）的扩散过程进行阶段性再现模拟,并将多尺度扩散模拟结果与ETEX试验监测结果进行对比分析,以考查该模式在多尺度扩散模拟中的应用。研究结果表明,多尺度扩散模拟结果与观测结果具有较高的空间分布相关性;扩散模拟结果有效地反应了当时的区域流场特征。     

相场方法研究刃位错对第二相形核析出长大的影响

用扩散界面相场模型研究刃位错对第二相形核析出长大的影响,建立含刃位错应变能的自由能函数,对刃位错线附近的第二相形核析出长大过程进行研究和分析。新建立的自由能函数能有效地对刃位错线附近的第二相形核析出长大过程进行模拟。模拟结果与位错能理论及非均匀形核理论吻合得很好。     

土壤－植物－大气复合系统内水热迁移特性

通过对非饱和土壤内部热、水、气耦合迁移特性，植物根系吸水特性及植物蒸腾的描述，建立了反映土壤－植物－大气复合系统内温度、水分、含气量等的动态变化过程的一般数学模型．作为一个算例，还用该模型对利用地下多孔埋管引入冷凝水来加热与灌溉土壤的效果进行了数值模拟．模拟结果一方面反映了模型的可行性，另一方面亦为植物生长的热物理环境的优化设计提供了依据．