地下工程排煙口部流體動力學數(shù)值仿真分析

簡要介紹了風工程的3種研究方法及各自的優(yōu)缺點,展示了計算流體動力學(cfd)在參數(shù)分析和足尺研究中的優(yōu)越性,討論了cfd中數(shù)值分析的相關問題和引入湍流模型的必要性,cfd對流場平均特性的描述已達到實用化程度,而脈動風載效應和風-結構相互作用問題還有待進一步研究.結合幾個工程實際問題,闡述了cfd在建筑規(guī)劃、防火、采暖、通風及結構領域的應用前景.

哈工程3系流體力學--流體動力學習題

針對某型空調客車,應用k-ε紊流模型及貼體坐標,采用simple算法計算了室內氣固耦合傳熱問題,采用montecarlo法分析計算了太陽透射輻射在車室內固體表面引起的附加熱流變化,對空調客車室內氣流場和溫度場進行了數(shù)值模擬。通過實驗測定對比分析,數(shù)值計算值與測定值基本吻合。研究結果表明:乘坐區(qū)乘客頭部高度水平面內溫度分布均勻,比較理想;回風口下方區(qū)域的溫度和駕駛區(qū)司機頭部溫度偏高,對熱舒適性不利。研究結果為改善車內人體冷熱舒適性提供了理論依據(jù),對車內氣流組織優(yōu)化設計有指導意義。

考慮電弧的物理參數(shù)以及電磁、熱和輻射等現(xiàn)象,通過對商用計算流體力學軟件fluent進行二次開發(fā),建立了空氣開關電弧等離子體的二維磁流體動力學(mhd)數(shù)學模型。然后仿真分析了電弧半徑、電場強度與電流之間的關系,以及外部磁場對電弧運動過程的影響。同時完成了相關的實驗研究。結果表明隨著電流的增大,電弧半徑將受到器壁寬度的限制;電流對電場強度的影響很小;外部磁場在加速電弧運動的同時,產(chǎn)生的"磁壓"會導致電弧高溫區(qū)不斷被壓縮以及局部壓力的升高。

建筑排水系統(tǒng)的設計依據(jù)是最大使用限度理念,該理念由概率論和恒定流理論發(fā)展而來。這種基于恒定流理論的現(xiàn)有方法,對排水立管流態(tài)、瞬態(tài)壓強傳播機理、系統(tǒng)內氣體運動模式、虹吸雨水排水系統(tǒng)初始階段的管道水流狀態(tài)等問題的分析難以取得有效進展,而對排水系統(tǒng)內部非恒定水流運動情況的詳細分析已成為該領域的研究趨勢。介紹了研究建筑排水系統(tǒng)內氣水運動模式的計算流體動力學(cfd)方法,并總結了cfd在國外排水系統(tǒng)中的應用情況。

主要討論使用ansys有限元分析軟件,建立平板閘閥閥體和閘板的流體動力學分析和結構應力分析三維模型,數(shù)值模擬分析它們的受力狀況及邊界條件,并進行了結構改進。

介紹了近年來發(fā)展較快的一種計算機輔助設計技術——計算流體動力學(cfd),并將其與世界上第一個地鐵環(huán)控計算機模擬軟件ses進行比較,對cfd在城市軌道交通環(huán)控系統(tǒng)中的應用進行了分析和探討。

　采用一維拉格朗日磁流體力學(mhd)程序研究了等離子體噴射軸心單絲的物理現(xiàn)象,給出了碰撞后鋁絲受熱膨脹和最后箍縮到軸心的整個過程圖像,指出這一設計方法能在軸心絲上獲得較高的電流上升率和較高的軸心壓縮密度,并還給出了箍縮所得的功率和能量曲線。

目前建筑結構抗風研究方法主要有現(xiàn)場實測、風洞試驗以及cfd數(shù)值模擬,雖然前兩種方法得出的數(shù)據(jù)可靠、實用,但是試驗周期長、代價昂貴等等這些因素一定程度上約束了它們在實際工程中的應用。cfd是近年來發(fā)展起來的一門新興學科,已經(jīng)被證實能有效的應用在建筑工程的風荷載模擬方面。文章較詳細的介紹了cfd的原理,包括連續(xù)方程、運動方程以及n～s方程,并介紹了cfd軟件fluent的計算流程。最后利用fluent軟件以威斯汀中心為實例進行數(shù)值模擬,給出了表面風壓系數(shù)、局部體型系數(shù)以及整體體型系數(shù),并列出了最不利工況下體型系數(shù)。

分析了計算流體動力學技術在室內氣流組織設計中的主要作用,針對寫字樓辦公室選擇了三種不同的氣流組織方式進行了數(shù)值模擬,得出了此類建筑的最佳氣流組織方式。

切削改良排土和盾尾同步注漿是盾構隧道掘進中與地層直接交互且不可見的2個施工環(huán)節(jié),其相對其他內部可見工序具有更大的不確定性和風險性,且這類施工步驟中控制參數(shù)的選取決定著盾構對周圍環(huán)境的影響程度。當前,較多基于網(wǎng)格的方法已經(jīng)廣泛地應用在盾構施工的各種靜態(tài)、準靜態(tài)或動態(tài)模擬中,但其固有缺陷阻礙了數(shù)值分析的進一步精細化研究。文章結合國內首個類矩形盾構隧道工程實例,引入一種無網(wǎng)格方法——光滑粒子流體動力學(sph)來分析盾構施工中改良土體和漿液材料對象的極大變形特征及其施工動態(tài)效應,通過數(shù)值方法對比、運動機理分析以及部分算法的針對性改進,對這兩種工藝中流(塑)體的大變形實時仿真和細觀分析進行了創(chuàng)新性的應用探索,得到了部分具有指導性的結論和建議。

一、緒論隨著生活水平的提高,污水水量日益增加,許多污水處理廠的負荷已經(jīng)超出了設計標準,給運行帶來了困難。一般在設計時,預處理構筑物的設計均考慮了安全系數(shù)1.3,因此在水量增大時其運行不會受到嚴重影響。但生物處理以及二沉池均按設計流量進行設計,水力負荷的加大勢必會給運行帶來不良影響,生

cfd(計算流體動力學)技術的發(fā)展非常迅速,已滲透到航空航天、能源、石化等多個領域,本文針對建筑領域,從建筑物小區(qū)規(guī)劃、內部通風設計、建筑設備設計及室內熱環(huán)境分析等方面出發(fā),簡述cfd技術對建筑環(huán)境設計方面的作用。

建立了三維、三相鋁電解槽磁流體動力學仿真模型,對220ka電解槽電-磁-流場進行了計算。結果表明,熔體在磁場內作相對運動產(chǎn)生的電場改變了長軸方向和短軸方向水平電流密度分布,并進一步影響了垂直電磁力分布;該槽鋁液中心最大流速15.0cm/s,平均流速4.6cm/s,界面變形2.0cm。

基于CFD的滅火器流體動力學分析

本文利用三維不可壓縮流體的k-ε湍流模型,借助計算流體動力學(cfd)方法,建立了結構復雜的轎車風道模型。以某典型轎車空調系統(tǒng)風道為例,分別在制冷、取暖工況下,對其主體部分的流動特性進行分析,部分分析結果與實驗進行了對比。

采用現(xiàn)代cae技術進行了螺桿鉆具水帽的結構力學和流體動力學分析,通過分析獲知:在額定工況下水帽的靜安全系數(shù)較高,內部流體最大流速主要集中在傳動軸頂部螺紋處。結合現(xiàn)場失效情況和理論分析,提出了增大水帽入口流道流入角(<90°)的改進措施,經(jīng)計算,采用改進后的結構可以較好地緩解水帽腔體、傳動軸頂部螺紋、傳動軸上部腔體的沖蝕情況,從而提高了螺桿鉆具整體的使用壽命。

使用自編的一維雙區(qū)mhd程序對pow構型從鋁襯套汽化形成等離子體然后在電流的箍縮作用下箍縮到軸心鋁絲(或鋁等離子體)上并對其進行壓縮的整個箍縮過程進行了計算。裝置參數(shù)使用lanlpegasusl裝置參數(shù)。即電壓v=88．0kv，電容c=216uf，電阻r=0．30mω，總電感l(wèi)=36nh，電容器總儲能為1mj。

采用chebyshev配置點法研究平行平板間的導電流體在外加橫向磁場作用下的動力穩(wěn)定性.通過求解廣義orr-sommerfeld方程的特征值問題,利用qz法獲取中性曲線,詳細分析時間模式下磁流體線性穩(wěn)定性,研究磁場hartmann數(shù)、reynolds數(shù)、波數(shù)和增長率對穩(wěn)定性的作用.

　在拉格朗日坐標系下,建立了描述z箍縮等離子體內爆動力學過程的一維三溫輻射磁流體力學方程組,并編制了相應的拉氏程序。利用該程序對美國sandia實驗室saturn裝置上的鋁絲陣列內爆實驗進行了數(shù)值模擬,得到了內爆等離子體各參量的時空分布。其中內爆到心時刻、x光峰值功率、x光總能量等計算結果與實驗結果基本一致。表明所建立的物理模型和編制的程序是合理和可靠的。

汽車空調器應具有確保乘車人員舒適性和安全性的功能，空調器裝車率已達１００％左右，在提高乘車人員舒適性的同時，汽車上正在加裝多功能音響設備和導航系統(tǒng)，為此必須實施空調器的小型化。本文介紹采用ｃｆｄ開發(fā)的由空調器部件組合而成的一體型采暖，通風和空調器。

通過傳熱管內自轉清洗鋼絲螺旋的動力學理論研究,得到自轉動力矩的理論計算式:動力矩大小與鋼絲直徑d、螺旋角的sin2α、螺旋外徑d~2、流速u~2、液體密度ρ成正比.理論計算式與單管流體動力學實驗研究結果完全一致.因此,該計算式可以作為自轉清洗鋼絲螺旋結構優(yōu)化設計和工程應用優(yōu)化設計的理論基礎.雖然包塑鋼絲較粗,但是流體阻力實驗研究結果表明仍然在一般工程的許可范圍內.