教学课程资源库 更多>>

关键词： 空气环境   医院手术室   CFD   排风方式   手术灯  

摘要： 对某Ⅱ级医院手术洁净室动态情况下的空气环境进行了数值模拟,运用计算流体力学(CFD)方法探讨了排风方式和手术灯对手术室内气流特性与污染物分布的影响。结果表明,当室内为下部排风时,顶部送风气流的衰减程度和偏转程度相对最小,室内气流速度最大。手术灯的存在会破坏室内单向送风气流路径,从而增强气流的乱流特性;无论是手术室整体空间还是局部区域,在下部排风且有手术灯(Geo6)的情况下,手术室内的通风换气效果最好;无手术灯时,排风口位置越低,室内整体污染物浓度越高,而有手术灯时,排风口位置越高,手术台上方局部污染物浓度越高。

关键词： 双曲弧面   海堤护坡   室内水力试验   数值模拟   消能防浪  

摘要： 研发新型海堤护坡结构对守护人民生命安全、提高海堤工程稳定性具有重要意义。针对钱塘江河口潮流强劲,而传统海堤护面光滑,难以对强大冲击浪进行有效缓冲的工程问题,设计研发了一种具有双曲弧面结构的海堤护坡结构,采用室内水力试验和数值模拟等手段对其防浪效果、压强分布特征进行分析。研究结果表明,新型海堤护面结构通过有效引导、改变冲击浪的流向及流态,既能起到较好的消能作用,又能增强钱塘江大潮的观景效果,为复杂水流条件下海堤护坡结构设计提供了新的工程思路。

关键词： 斜切喷管   燃气射流   数值模拟  

摘要： 斜切喷管不需要任何附加设备即可产生矢量推力,这一特性可以使得矢量发动机重量减轻,结构更加简单,所以斜切喷管在航空航天领域中的应用越来越广泛。为了研究火箭发动机斜切喷管的喷流特性,建立了一定斜切角度下的锥形斜切喷管和直筒斜切喷管仿真模型,采用有限体积法对两种类型的斜切喷管在不同工作条件下的流场特性进行了数值模拟研究。结果表明:相对于锥形斜切喷管,直筒斜切喷管因为壁面发生转折产生的较强斜激波造成喷管效率降低,在相同的工况下所能达到的最大气流马赫数和速度都要更小,但直筒斜切喷管产生的斜激波使得燃气射流矢量偏转角远大于锥形斜切喷管对应的偏转角,在更加短小的喷管结构下能够提供更大的矢量推力。此外,随着喷管入口压力的增加,燃气所能达到的最大马赫数和射流偏转角也随之增加,燃气射流影响的范围也越大。

关键词： 三分螺旋折流板   弓形折流板   数值模拟   综合性能  

摘要： 针对高黏度流体在弓形折流板管壳式换热器中综合传热性能低的问题,采用甘油作为壳程高黏度流体模型介质,通过三维数值模拟计算方法对其在弓形折流板和三分螺旋折流板管壳式换热器的壳程流动特性和传热综合性能进行研究。结果表明:甘油在三分螺旋折流板换热器壳程中呈螺旋状流动状态,相比于弓形折流板而言,虽然传热性能降低,但有效降低了壳程压降,热增强因子TEF提升了4.84%~28.95%。

关键词： 脉冲射流   数值模拟   能量转换效率   功率谱   连续小波变换  

摘要： 使用计算流体动力学和离散单元(CFD-DEM)耦合方法,对原管道和加装射流发生器的管道进行数值模拟,通过改变空气速度、射流位置、射流速度以及射流频率,研究颗粒的运动状态。结果表明:在使用脉冲射流的时,颗粒在管道出口的动能显著增加,颗粒由原管道的底部拖曳运动转变为颗粒群悬浮运动,运输系统的能量转换率也显著提高。对管道中不同位置颗粒的波动速度进行频谱分析和连续小波变换分析,结果表明:射流可以有效调节颗粒在管道内运动的周期性,并且减缓管道内颗粒的纵向发展速度,将更多的能量转换为输送系统所需的颗粒轴向速度,进而减小气力输送系统的能耗。

关键词： 吹喷协同除尘器   呼吸性粉尘   数值模拟  

摘要： 为减少综采工作面粉尘污染,研制了安装在液压支架上的吹喷协同除尘器,与除尘器喷雾方向相同的高速气流能够提高除尘有效范围,同时高质量的喷雾和风幕有效提高了除尘效率。基于全尺寸综采工作面局部模型,对吹喷协同除尘器的喷雾过程进行了数值模拟。结果表明:当液压马达关闭,喷雾压力从2 MPa增加到5 MPa时,Q段优质喷雾场(粉尘质量浓度>10 g/m^(3))覆盖面积占比从3.62%(2 MPa)迅速增加到32.47%(5 MPa);开启液压马达后,Q段优质喷雾场覆盖面积占比提高到85.6%,表明在高速气流的作用下综采工作面喷雾场的有效覆盖面积大大提升。现场应用结果表明,采煤机前后滚筒吹喷协同除尘器启动后,采煤机驾驶员所在位置的呼吸性粉尘质量浓度降至19.7 mg/m^(3),降尘率为90.3%,除尘效果良好。

关键词： 重庆   林火大气耦合模式   林火蔓延特征   数值模拟  

摘要： 为了深入认识同时段内发生的两场森林火灾蔓延特征以及大气、地形等对不同林火行为的影响,进而为多起林火扑灭火工作提供科学支撑,选取2022年8月17日发生在涪陵两场森林火灾,利用高分辨率地理信息、植被数据和气象数据对两场林火行为进行分析研究,同时运用林火大气耦合WRF-Fire(Weather Research and Forecasting Model with Fire Module)模式进行数值模拟。研究发现:①受深厚高压控制,两场林火是在持续高温、干燥背景下发生的,气象干旱等级达到重旱,火险气象等级高。②模式模拟风向风速变化与实况较为一致,基本体现出火场风向和风速突变,表明WRF-Fire模式可以较准确地再现火场蔓延情况。③基于林火蔓延特征时间和空间变化可将大梁山林火发展分为6个阶段、北山坪林火分为4个阶段,造成直线距离相隔4.4 km两个火场蔓延发展程度不同的原因在于地形差异造成的局地风场差异。

关键词： 离位乘员   数值模拟   正面碰撞   损伤风险  

摘要： 为探究多样化的乘员离位姿态对乘员碰撞损伤的影响,综合考虑多种乘员典型离位姿态,借助成熟乘员舱模型和假人模型进行了1 800次正面碰撞仿真,结果表明,相对于标准姿态工况,典型离位姿态下的乘员损伤均有一定程度的增加:座椅靠背角度增大会导致乘员头颈部损伤水平提高,而使胸部损伤水平下降;自动紧急制动(AEB)系统制动强度的增大会提高乘员胸部损伤水平而降低头颈部损伤水平;乘员向右偏移工况均比向左偏移工况有更大的头胸部损伤水平。

关键词： 河流交汇区   水动力特性   汇流比   湟水   黄河  

摘要： 河流交汇区在流域系统治理中发挥着控制节点作用。为探究中国西北地区典型Y型天然河流交汇区的水动力特性,以湟水与黄河交汇区为例,构建交汇区紊动水流二维水动力数学模型进行数值模拟研究。结果表明:湟水与黄河交汇区存在典型的高流速区,且其位置和大小与汇流比有关;交汇区在各水文条件下均未形成明显的水流分离区;受干流顶托影响,支流入汇口左右岸会出现反方向回流区,沿水流方向呈翼状贴合壁面分布,其形态随汇流比发生变化。交汇区水流紊动能较大的区域分布在水流剪切层和下游右岸,在各水文时期,随着汇流比增大,剪切层紊动能减小;随着干流流速增大,交汇区下游右岸紊动能增大。本研究可为该交汇区及下游的河道治理、水环境保护及防洪减灾等提供理论基础。

关键词： 水电站   尾调室   湿度控制   数值模拟  

摘要： 尾调室作为水电站的重要组成部分,其热湿环境影响水电站的安全稳定运行。实际工程中发现,尾调室内起雾与冷凝现象严重,内部设备运行和工作人员健康受到影响。本文根据XLD水电站尾调室的实际情况,提出机械通风、冷却除湿、冷却除湿+机械通风3种湿度控制方案,并通过数值模拟的方法比较3种方案在夏季最不利条件下对湿环境的控制效果,寻找尾调室湿度控制的最优方案。结果表明:机械通风方案不能有效解决尾调室湿度过高的问题,端部及底部空气多处呈饱和状态;冷却除湿方案能起到一定除湿效果,但存在风流分布不均匀的现象,中部和端部相对湿度仍不满足要求;冷却除湿+机械通风方案能够使尾调室工作区湿度降至80%以下,室内空气温湿度分布较为均匀。