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关键词： 气固混合相爆轰   爆轰波   粉末燃料   煤粉   非预混   数值模拟  

摘要： 旋转爆轰发动机因其较高的热循环效率在航空航天领域备受关注。为了研究气固混合燃料在空气氛围中的旋转爆轰特性,在圆柱坐标系中建立了气固混合相燃料爆轰理论模型,并基于三维守恒元与求解元方法,对圆盘形燃烧室内的爆轰过程进行三维数值模拟。计算获得了气固混合相旋转爆轰波稳定传播时的流场结构,分析了爆轰流场的热力学参数分布特征、化学反应区分布以及旋转爆轰波后的波系分布特点。研究结果表明,微米级煤粉在氢气辅助作用下可快速反应并支持旋转爆轰波的稳定传播,但因盘形燃烧室的扁平结构特征和非预混喷注方式,导致爆轰波波阵面呈现为不规则的曲面。煤粉和氢气射流穿透空气层的能力差异导致气固混合燃料的化学反应区发生分离,最终以双反应区的爆轰组织形式支持旋转爆轰波稳定传播。旋转爆轰波不规则的曲面结构使其在扁平的燃烧室中发生多次反射,进而在爆轰波后有规律地出现多道反射激波。

关键词： 定量分析   Maple 13   数值模拟  

摘要： 本文着重从电工学角度分析2008年全国高考江苏卷物理试题第8题中三个灯泡中电流的变化规律.先用定性的方法分析,接着用定量研究得到了电路中电流变化的规律,并纠正一种错误的认识,最后用数学软件Maple 13对其电流规律进行了数值模拟,最终证明了此题的科学性和严密性.

关键词： 光伏组件   输出特性   积污特性   试验研究   数值模拟  

摘要： 探究光伏组件表面积灰对其输出特性的影响及污秽颗粒在组件表面的沉积规律,有助于制定清灰方案,提高光电转化效率。以置于华北电力大学风机大厅楼顶的光伏阵列为研究对象,进行人工布灰试验,探究了不同积灰量对组件输出功率、电流和电压的影响;为探究某单一因素对污秽颗粒沉积的影响,利用COMSOL软件建立与光伏组件自然积灰试验条件相同的颗粒沉积数值模型,模拟分析了风速、湿度、颗粒粒径和污秽浓度对光伏组件表面污秽颗粒沉积的影响。试验结果表明:积灰对工作电压影响较小,对输出功率和工作电流影响较大,且当积灰密度为5.07 g/m^(2)时,组件输出功率、电流和电压的变化率分别为8.71%、6.48%和0.40%。模拟结果表明:其他条件相同时,颗粒的沉积量随风速和粒径的增大均先减小后增大,在风速3 m/s和粒径15μm时取得最小值;相同条件下,颗粒沉积量均随湿度和污秽的浓度的增大而增大。

关键词： PEMFC   极板   数值模拟   流场设计   性能优化  

摘要： 为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFC)反应区流道燃料分配不均匀性,采用计算流体力学方法对流道燃料流动进行仿真,采用变异系数对不同方案进行评价,研究过渡区中圆柱体积占比、圆柱排列方式、圆柱到流道距离、过渡区圆柱开孔率对燃料分配均匀性的影响。结果表明:采用圆柱导流的燃料分配均匀性优于导流道导流;过渡区圆柱采用正方形排列时燃料分配均匀性最佳;增加圆柱到流道的距离,各流道燃料分配均匀性呈现先升高后下降的趋势,距离为3 mm时均匀性较好;过渡区开孔率约为11.4%时燃料分配均匀性较好,过大过小都会造成分配均匀性恶化。

关键词： 数值模拟   全氧燃烧   玻纤窑炉   顶烧   侧烧   传热效率  

摘要： 为优化全氧玻纤窑炉燃烧系统,提高窑炉传热效率,本文采用数值模拟方法探究了全氧燃烧玻纤窑炉顶烧与侧烧两种燃烧方式对燃烧空间温度场、烟气流场、玻璃液温度场和传热效率的影响。结果表明:顶烧窑炉火焰聚集,燃烧空间温度差异明显,侧烧窑炉火焰在窑长方向上均匀分布,燃烧空间整体温度高于顶烧窑炉;侧烧方式对大碹和胸墙耐火材料高温侵蚀程度更高的可能性更大;侧烧窑炉高温烟气在燃烧空间中停留时间延长有利于烟气与燃烧空间内气流和耐火材料进行热交换,统计得到侧烧窑炉出口烟气平均温度更低;侧烧窑炉玻璃液沿窑宽方向上温度分布较均匀,顶烧玻璃液平均温度为1531℃,高于侧烧玻璃液平均温度1523℃;顶烧窑炉传热效率为52.3%,侧烧窑炉传热效率为51.9%,顶烧窑炉和侧烧窑炉采用相同天然气供应量、电助熔功率、玻璃液熔化量条件下,顶烧窑炉中喷枪火焰直接作用到玻璃液和配合料层,传热效率更高。

关键词： 岩溶地下水   地下暗河   FEFLOW   地下水数值模拟   高斯分布  

摘要： 为更精确地模拟岩溶区地下水运动,以贵州省黔西南普安县某岩溶水文地质单元为研究区,用基于有限单元法的FEFLOW软件建立研究区岩溶管道等效多孔介质耦合地下水流数值模拟模型。模拟中,在地质条件控制下应用高斯随机分布生成地下暗河的管道,用非稳定三维地下水运动的偏微分方程描述等效多孔介质水流运动,用Manning-Strickler方程描述管道水流运动,将导水断层处理为强渗透条块,将落水洞汇水范围的降水入渗系数设置为1,将泉水处理为定水头的抽水井。流场模拟结果显示,25个观测点计算水位与实测水位关系的决定系数可达到0.9985,纳西效率系数达0.9982,极接近于1;表明基于这些处理建立的地下水模拟模型反映了岩溶地下水运动特征,具有较强的仿真能力,可用于提高岩溶区地下水资源评价精度。

关键词： 大拉深比   多道次充液成形   大型唇口零件   数值模拟  

摘要： 针对大拉深比长环形薄壁唇口难成形问题,设计了先成形气动外形区,后成形内侧进气道区的二次被动充液成形工艺方案。借助有限元模型分析并结合试模优化实现了长环形薄壁唇口整体成形,通过模拟优化液压室加载曲线、压边条件、反胀、坯料形状等了解壁厚变化规律,液压室压力使板料与凸模之间产生有益摩擦,可抑制凸模圆角处的减薄;在定间隙压边条件下,法兰根部悬空区减薄率随着最大液压室压力的增大而增大。与传统拉深比较,被动充液成形易将最大减薄区由凸模圆角区转移至凹模圆角区。

关键词： 现今地应力场   胶东半岛   数值模拟   应力机制  

摘要： 现今地应力对区域地质稳定性分析、油气资源勘探开发以及矿床开采等方面具有重要意义。本研究在前人实测地应力数据的约束下,分析现今地应力与深度关系,构建有限元数值模型,揭示现今地应力分布规律及应力机制,结果表明:(1)胶州半岛现今地应力方向具有WNW-ESE优势方位,三轴主应力均为挤压应力,呈现S_(Hmax)>S_(v)>S_(hmin)大小关系,表明现今地应力为走滑型应力机制,侧压系数为0.92~1.70,反映以水平应力为主导的现今地应力状态。(2)胶东半岛内隆起区的现今地应力值相对较高,断层带和盆地区地应力值较低,其主要受岩性、断层等差异发育分布控制。(3)胶东半岛现今地应力状态受太平洋板块、欧亚板块以及菲律宾板块之间相互作用控制,应力具地表值小、梯度大的特点,近地表水平构造作用较弱。研究结果可为胶东半岛地质稳定评价、矿区安全建设与开采提供地质参考。

关键词： 安全工程   飞机库   扩散特性   影响因素   数值模拟  

摘要： 为有效预防飞机库燃油泄漏扩散导致的重大安全事故,基于国内某飞机库空间结构,建立了燃油泄漏扩散试验平台,通过模拟试验及数值模拟的方法,探究飞机库燃油泄漏扩散过程油气体积分数的分布规律及环境因素的影响。结果表明:飞机库水平方向上油气扩散速度较快,竖直方向上呈现明显的分层规律,经过初始稀释、障碍累积、重力沉降及被动扩散阶段后实现浓度平衡;温度、泄漏位置和泄漏量对飞机库内油气体积分数分布影响显著,随着温度的升高,模拟机库空间内最大油气体积分数增幅较大,泄漏位置主要影响空间内部油气扩散达到平衡体积分数的时间,泄漏量对空间内最大油气体积分数、油气的平衡体积分数及达到平衡体积分数的时间均有影响,对油气的产生速率影响不大;飞机库内障碍因子对油气扩散的扰动以及油气累积后的二次加速现象,使得飞机库内湍流强度急剧增大,导致危险油气体积分数区域不断扩大。

关键词： 废弃井地热   有限体积法   数值模拟   出口温度   采热功率  

摘要： 为分析不同工程参数对于地热井实际生产的影响,建立了地层-井筒三位全尺寸模型,并采用有限体积法进行数值模拟。通过对模型的分析得出入口流速,入口温度对于地热井出口温度及采热功率的影响。模型与实际工况的误差在5%以内。结果表明,在实际生产过程中,应当采用尽量低的入口温度,适中的入口流速,以保证地热井的效率最大化。