深埋地下空间进风洞夏季气流温度变化及影响因素研究

正抽水蓄能电站作为地下深埋的洞式建筑群体,其进风洞作是送风系统的重要组成部分,具有距离长、横截面积大的特点。室外新风通过通风洞发生热湿交换其温度和湿度都具有明显变化。本文以某实际工程通风洞为背景,利用数值模拟实验,分析了夏季通风洞内气流温度的变化并与实测结果对比,验证了数值模拟的可靠性。利用正交实验分析了通风洞出口温度的所有影响因素,最终拟合了通风洞中温度变化与其他参数的公式。     

基于适应性模型的天井民居夏季热舒适度评价

以徽州地区三个村庄(俞源,西递和豸峰)中的八个传统民居为研究对象,在夏季对天井、厅堂和卧室等白天最常使用空间进行持续一周的温度和湿度实测;并将数据导入至Ecotect中生成焓湿图,采用适应性热舒适模型并结合调查问卷综合评价天井民居的夏季热舒适度。研究发现,根据夏季实测的温湿度数据可以得出民居最常使用空间的温度大多处于热舒适区域的温度范围内。然而由于湿度过大(俞源相对湿度大于70%,西递大于75%,豸峰大于85%),通过对落入焓湿图中热舒适区域内的温湿度数据点的数量占数据点总数的百分比分析(俞源村门廊25%、卧室10%,西递村天井50%、厅堂25%,豸峰村天井15%、厅堂30%),居民对天井民居的夏季热舒适度大多数时间上应该是不满意的。相反的是,调查问卷的结果显示居民对天井民居内的热舒适度是大致满意的,俞源,西递和豸峰三个村子的热舒适度评价得分分别为3.4,4.4和4.0(5分制)。其主要原因就是在自然通风的情况下,人们对高湿环境的适应程度更高;同时居民还会采取各种措施来维持和改善他们的热舒适度。     

混流式水轮机内部流动数值模拟

为探究混流式水轮机内流场变化规律,对某电站水轮机全流道进行数值模拟研究。对流场求解三维时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,得到三种工况下水轮机流道内水流的压力及迹线变化规律。结果表明,在设计工况下,各水力部件能较好配合,水力性能良好;在偏离设计工况运行时,各水力部件水力性能有不同程度的下降,各部件之间的配合欠佳,其结构设计有待改进。研究结果对水电站的实际运行有一定参考价值。     

抽水蓄能电站地下厂房通风方案优化

地下抽水蓄能电站的主厂房发电机层是电站最重要的场所,其内部高大空间的气流组织是控制工作区的温度、湿度及风速等参数以满足设备运行和人员卫生要求时的关键环节。本文以山东某抽水蓄能电站发电机层的高大空间作为研究对象,利用计算流体力学对高大空间内三种通风气流组织方案进行数值研究,通过改变送风口数量和布置方式得到室内气流组织分布特征,通过对比分析三种方案下夏季的气流分布特征,得到夏季合理送风方案,同时对该方案在冬季的工况进行了模拟验证,结果表明:该方案在夏季、冬季均满足规范对气流参数要求,合理的送排风系统设计能够实现高大空间内设备运行和人员健康的环境参数需求。该研究成果对于地下高大建筑空间的气流组织设计具有重要参考价值。     

基于焓湿图的空气处理过程工艺路径优化

由于机组对各工况的分类形式比较单一,同时不同工况下的空气处理过程复杂多变,使机组无法确定各个设备在实际运行中的组合方式以及实际运行参数,从而导致了机组在运行中存在效率下、能耗大等问题。本文通过在焓湿图上对空气状态进行工况分区,分析了空气始末状态的变化过程,并在焓湿图上规划了其工艺路径,确定了机组的实际组合方式,并提出相应的控制策略,为机组的智能化运行和总体性能研究提供了思路。     

高导热铜合金等离子弧数值模拟关键技术的研究

对旋转高斯热源模型进行优化,在数值计算中考虑边界温度、电磁对数模拟结果的影响并进行了等离子弧焊接试验,结果表明,数值模拟的结果和试验的结果基本吻合。     

双附属小圆柱对主圆柱体绕流特性影响

采用流体计算软件Fluent,对Re=3900工况下附带2个控制小圆柱的圆柱体结构绕流进行数值模拟.首先对单柱体流场计算网格进行了独立性验证,之后通过对比分析不同工况下的涡量场、升阻力系数等水动力学参数的变化情况,研究了附属小圆柱与主圆柱壁面间距比(G/D)和方位布置角(α)对尾流特性的影响.结果 表明:当间距比较小时,附属圆柱对主圆柱剪切层的影响较大.在α＞30°与G/D=0.3工况下,附属圆柱会减弱主圆柱表面压力.特别是,在G/D=0.15,α=30°工况下,附属圆柱对主圆柱体尾流的抑制效果最佳,使得其所受的阻力系数最小.     

前体附面层对轴对称收-扩喷管内外流场数值模拟的影响

在对有较高外流速度的轴对称收-扩喷管内外流场进行数值模拟的过程中,常需考虑实际的模型前体部分所产生的附面层对喷管部分的流场计算结果所可能产生的影响.采用三种常见的模型前体附面层处理方式,通过对包括严重过膨胀在内的三种工况下的喷管进行数值模拟,比较了这三种处理方式对于计算结果的影响.结果表明:在较高外流速度下,模型前体的附面层不可忽略,喷管外壁面附近流场的计算结果受到其很大的影响.对于喷管内部流场,在过膨胀状态下,外流的计算结果差异也会反映到内流激波后的亚音速区域.在模型前体构形较为简单的情况下,采用计算平板湍流附面层的计算公式来模拟前体附面层的速度分布,也可以满足对于后体-喷管数值计算的精度要求.     

青藏高原东部压能、湿焓场与大～暴雨落区预报的初步探讨

本文利用常规探空资料,计算了产生大～暴雨的压能场与湿焓场的分布,认为大～暴雨的发生是动力学和热力学相互作用而造成的,指出大～暴雨的落区与等压线和等湿焓线有一定的联系,分析压能、湿焓场可获得新的信息,对提高高原上大～暴雨的预能力有一定的积极作用。     

岩溶区小净距隧道爆破控制研究

以湖北宜张高速公路隧道施工为依托,重点研究岩溶区小净距隧道爆破震动荷载对岩溶和中岩墙的不利影响规律,结合理论研究、试验研究、数值分析与现场监测相结合的方法,系统考虑不同工况和不同岩溶地质条件的不利组合,利用数值模拟软件FLAC 3D的模拟计算,通过布置现场监测元件,建立数值分析模型,完成不同工况和岩溶发育条件下小净距隧道的受力与变形特征,并与监测结果对比验证,最终应用于现场施工以减少爆破振动对隧道的危害。     

基于光纤Bragg光栅的湿度传感器的研究

当环境相对湿度发生变化时,湿敏材料的某些物理特性也会随之发生变化,将湿敏材料涂覆在光纤光栅上,光栅的波长变化能直观反映湿度的变化。基于此,文章设计了一种光纤Bragg光栅的湿度传感器,首先分析了该传感器的传感原理,接着制作了湿敏材料的传感器,最后进行了实验测试,结果表明:文章所制作的光纤Bragg光栅湿度传感器的稳定性较好。     

一种高精度湿度传感器的研究

湿度测量是环境监测必须的手段,针对目前使用的湿度传感器大多精度不高,尤其在低温环境下测量很难保证精度要求,而且长期稳定性和耐高湿环境能力也较差,无法长期工作在高湿环境中的问题,研制了一种高精度湿度传感器。传感器采用高精度高分子湿敏电容作为湿敏元件,采用了电容-频率转换电路,将空气相对湿度的变化量转换为频率信号,经单片机采集运算后形成数字信号输出。设计的线性化调理电路将变化的频率信号进行线性化处理,使频率信号的变化能线性化的反映空气相对湿度的变化。研究结果表明:研制的湿度传感器具有较好的线性度,在低温环境条件下测量精度达±5%RH。     

基于序列关联度的汽轮机高压缸运行参数优化数值模拟

提出一种基于序列关联度的汽轮机高压缸运行参数优化数值模拟方法。该方法先利用灰色关联分析理论对汽轮机高压缸排汽焓优化模型的输入变量进行确定,计算出汽轮机高压缸排汽焓期望样本空间中各个子序列与母序列的关联度,在此基础上结合序列关联度连接权值系数的方法,计算出汽轮机高压缸排汽焓网络输出层的输出值,最后利用高斯函数表示汽轮机高压缸排汽焓网络映射的径向基函数,由此建立汽轮机高压缸排汽焓和相关运行参数之间的非线性关系的优化模型。实验结果表明,所提方法能够有效提高汽轮机高压缸排汽焓优化模型的收敛速度,具有较高的优化精度且可扩展性较强。     

模式分辨率对雾数值模拟的影响

利用中尺度数值预报模式MM5对2009年12月9日至11日发生在山西省的一次雾天气过程进行了数值模拟。在垂直分辨率不变的情况下,数值模式的水平分辨率分别采用45×15km、27×9km、15×5km三种方案及在水平分辨率不变的情况下垂直分辨率分别采用23层、30层、43层三种方案进行了对比模拟试验,模拟结果表明:水平分辨率对模式模拟的结果影响没有垂直分辨率的影响大;水平分辨率达到一定的精度,需要相应的提高数值模式的垂直分辨率来预报的准确率;水平格点数越多,模式运行的时间越长;垂直分层越多,相对而言积分时间越长。文章研究的结果将为山西省高速公路大雾数值预报系统的构建提供研究性基础。     

纯氧平焰燃烧器结构参数对火焰生成特性影响的数值模拟

为获得良好的平焰现象,针对旋流强度、扩张口曲率这两个对纯氧平焰燃烧火焰特性影响较大的因素进行数值模拟,得到了不同参数下燃烧器的温度场云图、测点温度分布折线图及炉膛的流场图。模拟结果表明:适当的增大旋流强度与扩张口的曲率半径有利于纯氧燃烧平焰的产生。当旋流强度为0.84时燃气与氧气混合均匀,火焰的张角较大,炉内的温度分布较为均匀,扩张口曲率半径为1.25时回流烟气的附壁效应较好。     

高分子薄膜电阻型湿度传感器

本文介绍一种新型的高分子薄膜型湿度传感器的结构、感湿原理,制造工艺过程及其湿敏特性。湿敏材料由高分子电解质——聚苯乙烯磺酸钠、粘结剂聚乙烯醇、交联剂的水溶液——按一定重量比配制而成。为了改善其湿敏特性和抗湿性,对已涂复湿敏膜的传感器进行低温等离子体处理。这种新型湿度传感器具有体积小(仅4mm×6mm)、制造工艺简单、成本低、响应速度快等优点。而且它的湿敏特征量——电阻的对数与相对湿度成线性关系,便于二次仪表设计,可望在各个领域的湿度实时检测和控制中获得广泛应用。     

内蒙古西南气流影响下的一次雾霾天气过程分析

利用实时观测资料和NCEP再分析资料,对2014年10月9日~10日雾霾天气产生的天气背景及其形成的动力条件、湿度条件和层结特征进行分析,得出预报结论:雾霾天气发生时,欧亚中高纬地区环流形势为一槽两脊,中纬度地区没有明显冷空气活动,天气形势比较稳定;低层弱的上升和下沉气流以及逆温层的存在阻止了污染物向上扩散,有利于雾霾的维持;湿度场存在"上干下湿"的结构,这样由于中高层较小的相对湿度使得天空云量较少,有利于近地层的辐射降温,从而容易形成低层的逆温,有利于雾霾的生成和维持。     

水平互层岩体隧道锚杆支护参数优化研究

针对水平互层岩体隧道的开挖特点,将各岩层视作各向同性连续介质,考虑层面的影响,建立数值模型。采用FLAC进行数值模拟,优化了锚杆支护参数,降低了支护成本,该研究结果可供水平互层岩体隧道设计参考。     

基于新型垂直轴水轮机的潮流能发电装置设计与探究

针对传统垂直轴潮流能发电水轮机自启动差的问题,本文提出了一种基于新型垂直轴水轮机的潮流能发电装置。本文首先对装置设计进行介绍,接着通过理论分析、数值模拟等方法分别对传统水轮机和新型水轮机的自启动性能作了初步探究,并将结果进行对比分析。结果表明,新型垂直轴水轮机的自启动性能大大提高,为以后进一步的研究打下了基础。     

基于非标准电滥用工况的锂离子电池温度场数值模拟

针对现行规范中只考虑车用锂离子动力电池以1C倍率电滥用的问题,提出基于非标准工况的长时间及高倍率电滥用测试策略,并应用于方形锂离子电池温度场数值模拟,分析其在电滥用条件下的温度变化与分布。结果表明,在方形电池底面绝热的情况下,温度最高点位于底面中心,最低点一开始在负极极耳,后转移至近负极的角点。随着时间增加,电池温升速率和最大温差增加速率逐步减小。相对于标准1C电滥用工况,文章所提出的非标准电滥用工况对于快速发展的高性能锂离子电池安全性要求具有较强的适应性。