糯扎渡水库一维水流水质数值模拟

建立了河道型水库一维水流水质数学模型，并将该模型用于糯扎渡水库水质预测中，预测了糯扎渡水库各典型年的BOD、DO指标，表明糯扎渡水库建成后水质状况良好。     

免耕覆盖条件下田间土壤水分入渗的二维数值模拟研究

根据土壤水动力学基本原理,建立了秸秆覆盖条件下夏玉米SPAC系统中二维土壤水分入渗模型,应用该模型采用ADI法对辽宁地区秸秆覆盖条件下玉米田间土壤水分入渗过程进行模拟计算。模拟结果再现田间土壤水分入渗过程,同时显示产流与未产流情况试验数据与模拟值均有较好的一致性,平均相对误差均在5%以内,所构建模型可用于覆盖条件下土壤水分运动规律的研究。     

河道型水库干支流交汇段水力特性数值分析

以典型河道型水库库区主流与支流交汇段几何尺寸与来流条件为参照,建立了三维概化数学模型并开展多情景数值分析,以揭示不同交汇角对干支流交汇段关键水力特性变化的影响.重点研究了交汇角α分别为30°,60°,90°,120°,150°的5种工况,计算结果表明:在不同交汇角条件下均存在紊动能高值集中区域,且紊动能与交汇角大小存在正相关关系,即随着交汇角增大,紊动能峰值区域的面积及峰值大小显著增大;不同交汇角条件下床面切应力最大值均由交汇口向支流上游沿程递减,而当α<90°时断面流速变异系数沿程先增大后减小,当α≥90°时断面流速变异系数沿程减小;另外,当α<90°时,床面切应力和断面流速变异系数与交汇角大小存在负相关关系,而当α≥90°时,这2个特性指标随着交汇角增大而递增.     

河道水流三维数值模拟研究与发展

河道水流的流态往往非常复杂。在设计水利设施的过程中,应综合考虑验证建造河道的水力因素,因此无法采用单纯的水力设计计算,需进行相应的物理试验来测定水利设施的合理性。随着计算机技术的不断提升,数值模拟技术得到飞速发展,数值模拟技术也逐渐被应用到水利工程中,由于数值模拟的准确性及便利性,数值模拟在水利工程领域变得愈加重要。该文详细阐述水流三维数值模拟的研究发展过程,总结水流模拟的优势和弊端,为数值模拟的发展提供参考依据。      

基于平面二维浅水方程的海河干流行洪模拟研究

通过在天津市城市段海河干流应用平面二维浅水方程,分别模拟计算不同重现期设计暴雨下2种不同情景的河道行洪。结果表明平面二维浅水方程模拟河道洪水演进的结果较好,且受洪涝潮影响的城市河道行洪压力在下游增设抽水排涝泵站的情景下可得到有效缓解,但单一的工程措施已不能保障城市河道的行洪安全,需采取更加多样化的措施才是上策。     

基于MIKE21的汾河水库突发环境事件数值模拟

为揭示汾河水库突发环境事件时污染物的迁移扩散规律,识别水库潜在风险源,采用实测数据对二维水动力-水质模型进行率定与验证,并以二甲苯泄漏为例,考虑事件源、浓度、排放入口、风动力因素,设置11种情景模拟污染物的迁移扩散规律。结果表明,污染物初始质量浓度决定汾河水库受污染程度;风动力是影响污染物扩散的关键因素,风向决定污染物扩散路径,风速增加1倍时,污染物扩散速率和超标面积分别增加46.5%和64.2%,风速相同时,西北风比西南风更有利于污染物的扩散;排放口的水量及水流流速也是影响污染物扩散的关键因素,东侧排放口污染物的扩散速率大于西侧入口及北部入口。     

汽车碰撞的结构特性模拟数值分析

从使用有限单元来形成板和薄壳的刚度模型出发,分析了汽车结构有限元模型建立的基本方法,通过模拟两辆车迎面相撞的情况,对模拟数值分析,探索出汽车结构特性的碰撞减速度、位移等参数的影响规律。     

齿型迷宫流道灌水器水力性能数值模拟研究

【目的】定量探究流道结构参数与灌水器水力性能之间的互馈关系。【方法】研究齿角度(a)、齿底距(b)、齿高度(c)和流道深度(d)4个关键因素,选用L18(37)正交试验设计方案,通过室内测试与数值模拟,定量分析了流道结构参数对其水力性能的影响。【结果】采用四面体含边界层网格或混合多面体网格的模拟精度最高,采用标准k-ε计算模型,流量偏差率可控制在6.00%的误差范围内,可推荐作为齿型流道结构灌水器数值模拟时的参考设置模式;按显著性水平α=0.1检验,流道深度和齿高度对流态指数存在显著影响;此外,研究构建了流态指数与齿型灌水器关键结构参数之间的定量多元线性回归方程为;X=4.67×10-4a-0.005 4b-0.016 1c+0.041 7d+0.442 2,流量系数的回归方程为:K=0.211 1a+2.822 4b+1.796 5c+8.247 8d-11.584 9。【结论】齿型流道结构滴头的网格划分宜采用四面体含边界层网格或混合多面体网格型式,且流态指数和流量系数与齿型灌水器关键结构参数之间的关系可以通过多元线性回归方程表示。     

基于人工神经网络的消失模铸造充型过程数值模拟

本文建立了一种铸件消失模铸造充型过程数值模拟的人工神经网络模型。并利用此模型进行铸件的消失模铸造充型过程计算机数值模拟 ,其模拟充型过程结果与相应的实测值基本一致。     

U型混凝土预制渠道弥散型裂缝数值模拟

为了探明预制U型混凝土渠道衬砌冻胀裂缝规律,以衬砌板为研究对象,通过渠道衬砌冻胀裂缝特征测量试验及弥散型裂缝渠道衬砌模型有限元分析,分析了宁夏地区预制U型混凝土渠道衬砌冻胀裂缝特征及衬砌几何参数对开裂位置及裂缝扩展的影响。结果表明,宁夏地区U型混凝土渠道衬砌冻胀裂缝主要出现在阴坡,开裂特征为横向贯通裂缝;增加预制U型混凝土衬砌倾角与厚度,可提高衬砌板抵抗冻胀裂缝出现及扩展的能力,参数变化与抗冻裂能力提高基本呈线性关系;增加衬砌厚度对于衬砌抵抗冻胀开裂的影响大于衬砌倾角增加的影响。衬砌参数变化可提高U型混凝土衬砌抗冻裂性能,提升衬砌渠道的节水效率。     

蜗壳结构对高温熔盐泵转子运行稳定性的影响

为了研究蜗壳结构对熔盐泵输送高温介质时转子运行稳定性的影响,设计了相同运行工况条件下的单蜗壳、双蜗壳双出液管结构的2种熔盐泵.利用ANSYS 软件对2种蜗壳结构熔盐泵的内部流场进行了非定常数值模拟,并分析了转子部件上的温度分布;将流场和温度场的计算结果同时加载到转子部件上,进行叶轮和轴上的流热固耦合分析,探讨了2种结构熔盐泵转子部件的应力、变形量和模态.结果表明:双蜗壳结构可以减小叶片表面的压力载荷,提高叶轮表面压力分布的对称性;单蜗壳熔盐泵叶轮和轴的最大变形量较大;而且单蜗壳熔盐泵转子部件在不同旋转角度下最大变形量变化较大,相比于单蜗壳熔盐泵转子的等效应力,双蜗壳熔盐泵叶轮的最大等效应力较大,但双蜗壳熔盐泵泵轴的最大等效应力较小;2种蜗壳结构流场条件下,转子部件运行时均满足结构强度要求.     

贯流泵内部湍流流动及叶轮流固耦合特性

基于RNG k-ε湍流模型,应用Ansys Workbench软件,对前置竖井式贯流泵内部湍流流动和结构静应力进行数值分析．模拟显示不同工况下泵的外特性曲线和试验值总体变化趋势一致,模拟的扬程比试验值稍高,效率稍低,但误差都保持在10％内;除出水流道隔断前部外,贯流泵整个流道流态均匀;出水流道前段的螺旋线分布的流线表明,水流在经过导叶后存在未回收的速度环量;在设计工况下,压力最小值出现在吸力面靠近进口边,此处最易导致空化．进一步采用单向流固耦合方法,对叶轮在不同工况下的静应力和总变形量进行分析,结果表明:设计工况下,叶轮的最大等效应力出现在叶片压力面和轮毂相交处,叶轮变形的总位移随着半径增大而不断增大,最大变形量出现在轮缘附近．计算结果将为贯流泵的优化设计提供一定参考．     

新疆地下滴灌棉田一次性滴灌带埋深数值模拟与分析

由于灌水频率高、定额小,在新疆地区大面积应用膜下滴灌进行棉花种植时,常出现根系分布浅、植株易早衰等影响产量的问题,灌水湿润区域相对较深的地下滴灌可能是解决上述问题的方法之一。但因顾及机械耕作和多次使用,传统地下滴灌带通常埋深较大,致使苗期灌水及管理维护极其不便。随着工艺水平提高和生产成本降低,地下滴灌生产实际中采用一次性滴灌带已成为可能,本研究通过数值模拟方法来探讨地下滴灌一次性滴灌带的合理埋深问题。为了验证所建立的数值模型和选用的土壤物理参数,首先在新疆玛纳斯地区开展了地下滴灌田间试验,继而采用HYDRUS-2D/3D软件对该试验条件下的土壤水盐动态进行了模拟。结果表明,模拟值与实测值之间整体吻合较好,其中土壤含水量分布的平均绝对误差Me和均方根差Rm分别不高于0.034、0.040 cm~3/cm~3,相关系数R最小值为0.8,Nash效率系数Ns在0.34~0.62之间;含盐量Me、Rm也分别不超过3.31、4.24 g/kg,R最小值为0.6,Ns在-0.06~0.38之间,相关模型和参数较为合理可靠。在此基础上,对该地区不同滴灌带埋深(分别设为5、15、30 cm)情景下灌水过程中的水盐运动规律进行了进一步模拟与分析,结果表明:不同埋深导致土壤淡化和积盐区域分布不同,淡化区域主要集中在滴灌带附近,在远离滴灌带的湿润锋边缘出现积盐;随着滴灌带埋深加大,土面蒸发损失逐渐降低,但对表层土壤供水能力也相应减弱;综合考虑回收利用、棉花苗期水分供应、根区淡化脱盐需求及单方水的淡化脱盐效率等因素,当地地下滴灌棉田一次性滴灌带不宜埋设过深,建议布置在15 cm左右。