某类重特大火灾数值模拟研究

某酒吧火灾、深圳舞王俱乐部火灾和福建长乐拉丁酒吧火灾的发生场所和火灾原因类似,且短时间就造成大量人员伤亡,研究这类火灾防控措施有较好的意义。本文利用FDS软件构造某酒吧的火灾模型,合理分析场所的人员情况设定疏散模拟参数,根据火场情况设定合适的火灾场景,分析热辐射、烟气温度、烟气毒性、烟气能见度等参数的变化过程,并得到可用疏散时间。结合CFE软件进行人员疏散过程模拟,模拟的预期火灾人员伤亡与实际情况较好相符;并对不同的可燃物类型、消防设施状况和待疏散人数进行火灾后果分析,可燃物分析结果说明装修用聚氨酯泡沫吸音棉是造成火灾极速蔓延的直接原因,这类材料产生大量的有毒浓烟,很快就造成人员伤亡;不同消防设施模拟分析的结果体现了自动消防设施的重要作用,公共娱乐场所的自动喷水灭火系统应推广快速响应喷头,未按国家标准安装自动消防设施是造成重大火灾人员伤亡的成灾原因;对酒吧不同待疏散人数的火灾预期伤亡数定量分析证明了公共娱乐场所定员管理的重要意义;模拟分析的结果可用于此类火灾成因分析和火灾防控措施研究。     

不确定条件下不连续创新项目期权价值优化模型

为探讨不确定性对不连续创新项目期权价值及投资策略的影响,通过引入泊松跳跃过程模拟项目价值的不连续变化建立了不连续创新项目的期权价值优化模型,将技术、市场、组织与资源不确定性分别表示为项目产业化成功率、项目价值和投资成本的不确定性,然后具体解析了不连续变化的跳跃强度、跳跃幅度、跳跃幅度波动率等不确定性对不连续创新项目最优投资策略的影响以及不确定性与期权价值的关系,最后通过蒙特卡罗模拟检验了模型的有效性.模型将现有研究扩展到投资成本亦为不确定的情形,可为不连续创新项目投资和项目价值与风险评估提供决策参考.     

基于巨磁阻抗效应表征材料磁结构的模型

研究了一种可用于磁结构表征的基于巨磁阻抗效应分析材料磁结构的模型.在建立巨磁阻抗效应与简化磁结构对应关系模型的基础上,结合磁化矢量正交分解手段,通过调节巨磁阻抗效应与简化磁结构对应关系模型特征参量的方法,获得了各种形状的巨磁阻抗曲线,根据拟合得到的解叠子谱特征,可获知材料内部磁结构的组成和特征.研究结果对于磁性材料内部磁结构的新型表征方法及其内部结构的控制具有重要的意义.     

Carbon and hydrogen isotopic compositions and their evolutions of gases generated by herbaceous swamp peat at different thermal maturity stages

Coalbed methane (CBM) accumulation models include continuous gas accumulation and staged gas accumulation.However,studied on the geochemical characteristics and indices to evaluate staged accumulation CBM are lacking.This study for the first time obtained the carbon and hydrogen isotopic compositions of methane and ethane generated at different evolution stages using thermal simulation of samples prepared by treating an herbaceous swamp peat at different temperatures.The results showed that the carbon isotopic compositions of methane and ethane were obviously affected by the thermal evolution level of the starting sample,while the hydrogen isotopic compositions were closely related to the maturity of gases.The carbon and hydrogen isotopic compositions of gases generated by coal-forming organic matter with Ro values from 1.2%,1.7%,2.4%,3.2% and 3.7% to 5.2% were determinated.The relationship between Ro values and the carbon and hydrogen isotopic compositions of gases generated by coal-forming organic matter at different evolution stages as well as the carbon or hydrogen isotopic relationships between methane and ethane were established.The results provide a scientific basis for studying the genesis of CBM generated at different maturity intervals and understanding the geochemical characteristics of staged accumulation CBM.These results were applied to a case study on CBM from the southern Qinshui basin,and it was found that the CBM accumulated after the Middle Jurassic and was characteristic of staged gas accumulation.This is consistent with the result of geological studies,and further showed that the results of thermal simulation experiments are very important for evaluating the genesis of natural CBM.     

Optimization model of a structural simulation design for a CICC

The engineering design of a Cable-In-Conduit Conductor (CICC) is complicated. A model for the optimal design of a CICC based on conductor stability, AC loss and strain is proposed. The model considers the critical current density as a function of applied strain. A mathematical programming method that minimizes the AC loss of the CICC is established to yield an optimal design for the CICC structure. The optimized structure and related performance agree well with the engineering design values used for the KSTAR project.     

液氮洗工艺的多目标遗传算法优化

为了优化大化肥中的液氮洗关键流程以提高能量效率、控制CO2排放,在使用Aspen Plus软件对某低温液氮洗工艺进行模拟分析的基础上,结合多目标遗传算法和二次规划法(MOGA-QP)来解决局部极值和大规模优化问题.根据超结构方法,构建了液氮洗工艺流程总结构,即在原流程中加入了一个减压阀和一个分离器,由此可以增补29.546 kJ/kg冷量,使得液氮洗涤塔出口净化气中的CO体积分数为0.55×10-6.利用MOGA-QP求解了超结构,即在进化过程中用二次规划法来模拟流程表单的各个子模块,在最终收敛的环节用二次规划法求解子问题,从而对遗传算法产生的Pareto解做进一步的精细优化.实际应用显示:在满足工艺指标的前提下,优化后的液氮入口流量减至0.131 2 kmol/s,出口CO体积分数降至0.25×10-6,液氮入口流量减少了1.7%,火用损失减少了15.7%,表明改进流程更佳,MOGA-QP算法有效.     

温度对质子交换膜扩散性能影响的分子动力学模拟

为了研究Nafion膜的微细观结构及其输运特性,针对目前广为采用的Nafion 117膜并基于Materials Studio软件平台构建了一种分子动力学计算模型,在温度分别为300、353 K时,对其实施了计算,得到了不同水含量下Nafion 117膜的元胞结构,并依据该模型计算了水分子和水合氢离子的扩散系数.模拟结果表明:质子交换膜元胞的密度随水含量的增加而下降,和实验值基本一致,最大偏差在8%以内(300 K);当温度升高时,膜元胞密度降低,这与温度升高、膜体积膨胀导致密度降低的宏观分析完全一致.同时,研究了膜水含量、温度对水分子和水合氢离子在膜内的扩散系数的影响,增加水含量可以提高膜的质子传导率,同一温度下水含量越大,水分子和水合氢离子的扩散系数越大,且同一水含量下温度越高,水分子和水合氢离子的扩散系数越大.     

刷式密封迟滞特性的数值研究

采用非线性接触模型对刷式密封的迟滞特性及其影响因素进行了研究.采用点-面接触、梁-梁相交接触和梁-梁平行接触模拟了刷式密封中刷丝端部与转子表面接触、刷丝与背板边缘接触以及刷丝之间的接触,建立了刷式密封的非线性接触模型,并通过试验研究的刷式密封迟滞特性的数据验证了所建立模型的有效性.研究分析了刷丝径向刚度一定时,刷丝直径、刷丝长度和刷丝角度对刷式密封迟滞特性的影响规律,结果表明,刷丝端部压力计算值与理论值的比值可以更好地评定刷式密封迟滞特性的强弱.当刷丝直径保持不变时,随着刷丝角度的增加和刷丝长度的减小,刷式密封的迟滞特性越来越弱;当刷丝长度一定时,随着刷丝角度和刷丝直径的增加,刷丝的迟滞特性越来越弱;当刷丝角度一定时,不同刷丝直径和刷丝长度的刷式密封表现出相近的迟滞特性;当刷丝径向刚度一定时,刷式密封的迟滞特性强弱主要由刷丝角度决定.     

采用能量平衡黏附理论的灌水器泥沙-壁面黏附特性研究

为了从量化的角度评价灌水器的抗堵性能,从单个沙粒的角度,分析了其在滴灌灌水器迷宫流道内的行为,建立了基于能量平衡的颗粒黏附模型,并计算出黏附临界速度.通过粒子图像测速可视化试验与计算流体动力学数值模拟相结合的方法,对采用能量平衡的黏附理论模型进行了适用性验证.研究发现,当灌水器入口压力越大、颗粒粒径越大或者颗粒-壁面间...     

全隐式E-CUSP迎风格式大攻角分离流数值模拟

采用全隐式、低耗散E-CUSP格式,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras(SA)湍流模型,模拟了细长旋成体在超声速、大攻角下的流场,分析了背风面涡的发展过程.结果表明:E-CUSP格式耦合SA湍流模型能够准确地模拟背风面的流动分离和精细的二次涡,对横向分离具有较高的模拟精度;预测的物面压力系数分布和激波位置与实验数据吻合良好,力和力矩的相对误差在1.98%之内;E-CUSP格式可用于模拟复杂的分离流动,具有高的计算精度和效率.