银川平原地下水流的数值模拟

为了便于对灌区的节水灌溉措施进行生态环境影响评价,采用有限差分法,利用MODFLOW软件建立了银川平原浅层地下水水流模型,并对银川平原浅层地下水进行了数值模拟。结果表明,在模型的识别阶段和验证阶段,所有观测孔水头的计算值与观测值,在各时段拟合误差绝对值的平均值分别为0.055和0.105 m,所有结果显示两者基本一致,说明所建模型可用于灌区水资源管理的仿真计算。     

柳林泉区裂隙水流的数值模拟与分析

本文根据实测资料,应用模糊聚类思想,对柳林泉区裂隙的发育规律进行了概化与分析,获得了能反映当地渗流特征的主渗透系数。在此基础上,建立了柳林泉区两组相交裂隙系统情况下的数值模型,并对该模型进行了检验。结果表明:本文参数、模型可靠,可用于分析当地地下水运移的规律。最后,应用该模型对当地地下水流动态进行了预报。分析预报结果可知:随着地下水的逐步开采,当地会出现局部的地下水降落漏斗,为避免环境的恶化,应加强地下水水资源的管理。     

溢流堰下泄水流噪声频谱分析

以模型试验的形式,研究溢流堰下泄水流噪声问题。试验选定宽顶堰和WES堰进行研究,设定3个流量,测量并记录下泄水流噪声频谱值,对其进行分析。结果表明:相同堰型相同测点的噪声随流量增大而加大,相同堰型相同流量的噪声最大值出现在溢流堰与尾坎之间;WES堰的最大噪声值比宽顶堰的最大噪声值大1dB,而其最小值比宽顶堰的最小噪声值小8dB,说明噪声频谱值的大小与堰型、流量等因素有关。     

无压隧洞水流的二维数值模拟

简述了流体体积函数法（VOF 方法）的基本原理,并用它来处理水气交界面,与标准K-ε的二方程紊流模型耦合建立了无压隧洞内流场的数学模型,在数值模拟过程中,采用非结构网格来处理复杂的边界形状,并详细给出了各种边界条件的设置.通过模拟计算,得到隧洞内水流的水面线、速度场等,并与模型试验结果进行对比分析,两者吻合较好.     

水流环境下海底管道溢油轨迹数值模拟

为了研究横流作用下海底管道微孔溢油运动轨迹及其影响因素,采用雷诺时均Navier-Stokes方程,结合标准k-e两方程模型和多相流VOF方法,在Fluent平台上建立二维数值模型。模拟结果与前人实验值对比,吻合较好。讨论了不同溢油初始速率与水流速率比值R0、溢油口密度弗劳德数Fr0(油品密度ro)对溢油水下漂移轨迹的影响,数值模拟结果反映出速率比值R0较小和油品密度ro较大时,由于溢油上浮慢,使污染范围增大,海面初现油膜的位置离溢油口水平距离较远,增加了溢油事故的发现和清理工作的难度。研究成果在海底管道溢油事故应急预报方面具有实际意义。     

矩形水槽中梯形边墩水流三维数值模拟

针对矩形水槽中梯形边墩周围水流,建立耦合VOF法的三维非稳态水气两相流模型.求解后,将水深与流速分布与试验结果进行对比分析,吻合较好.在此基础上分析梯形边墩附近典型断面的流速矢量分布、绝对流速分布及湍动能分布.结果表明:在梯形边墩上游形成偏斜水流,下游形成同流区的水流结构;在边墩外侧壁处达最大流速值,在边墩上游和外侧附近的湍动能较强烈.     

水葫芦生态型河道水流特性及污染物扩散数值模拟

以水葫芦生态型河道为研究对象,采用数值模拟方法应用二维水动力模型对水葫芦生态型河道的流场进行模拟计算,建立了水葫芦生态型河道水质模型,对河道中污染物质的扩散和降解过程进行模拟,率定了有关参数,求得了浓度场的分布情况,分析了污染物在水体中的迁移规律,取得了较为满意的结果.     

基于非结构网格的三维水流数值模拟研究

【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明显,表层流速指向凹岸,底层流速指向凸岸。【结论】非结构网格能较好地模拟天然河道中复杂的水流结构。     

水流作用下平面金属网衣水阻力特性数值模拟

为研究养殖用金属网衣多孔小直径网状结构的水动力响应特性,采用计算流体动力学原理,基于Navier-Stokes方程及大涡模拟(LES)湍流模型,并运用ABAQUS/CFD模块中的Gauss-Seidel耦合方法进行了水流作用下网衣的流固耦合计算,在试验验证的基础上,得到了不同目脚尺寸和网线直径组合条件下锌铝合金网衣的平面受力计算结果。结果表明:当网衣目脚尺寸由25 mm增加到35、45 mm时,3种网线直径对应的网衣受到的水阻力值平均减小幅度分别为29.15%和43.79%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2、4.0 mm时,3种目脚尺寸对应的网衣受到的水阻力值平均增加幅度分别为27.01%和55.84%。本研究结果可为进一步探究金属网箱在波流作用下的整体受力变形提供理论参考。     

基于水流扰动参数的复杂河湖系统藻类数值模拟

为研究水流扰动对藻类生长的影响,基于室内藻类生长动力学试验,提出藻类生长过程中的水流扰动参数α,并对藻类生长公式进行修正;运用一维河网与二维湖泊耦合的藻类生长动力学模型对太湖西北部重污染区藻类生长的时空分布特征进行动态模拟。结果表明:(1)水动力条件对藻类生长影响明显,研究区内东西向河流流速较大,水流扰动强,藻类浓度低于南北向河流;(2)各研究断面藻类浓度均呈现时间分布不均性,枯季(11月至次年4月)水流扰动较弱,为藻类生长创造较好的环境,藻类平均浓度较洪季(5月至10月)增加了9.22%;(3)河湖系统内湖口区水流条件更适宜藻类生长,位于湖口区的S2与S4点位浓度平均较河网区增加了18.5%。     

水流作用下平面金属网衣水阻力特性数值模拟

为研究养殖用金属网衣多孔小直径网状结构的水动力响应特性,采用计算流体动力学原理,基于Navier-Stokes方程及大涡模拟(LES)湍流模型,并运用ABAQUS/CFD模块中的Gauss-Seidel耦合方法进行了水流作用下网衣的流固耦合计算,在试验验证的基础上,得到了不同目脚尺寸和网线直径组合条件下锌铝合金网衣的平面受力计算结果。结果表明:当网衣目脚尺寸由25 mm增加到35、45 mm时,3种网线直径对应的网衣受到的水阻力值平均减小幅度分别为29.15%和43.79%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2、4.0 mm时,3种目脚尺寸对应的网衣受到的水阻力值平均增加幅度分别为27.01%和55.84%。本研究结果可为进一步探究金属网箱在波流作用下的整体受力变形提供理论参考。     

小型冷库内温度场的数值模拟

本文利用数值模拟技术模拟了开关门各30 s过程中库门附近及库内温度场的变化情况,结果表明在短时间的开门过程中,库外空气能很快渗入库内并扰乱其温度场;关门后,库内下部的空气降温较快,上部降温缓慢。因此,在冷库开关门过程中会造成一定的能耗损失,应在库门处安装节能装置。     

深孔闸门后无压隧洞内消能工水流流态的数值模拟

采用流体体积函数法(VOF)处理水气交界面,与标准k-ε二方程紊流模型耦合,并采用结构网格与非结构网格结合的方式处理复杂的边界形状,模拟了加有消能栅的消力池前后的水流流态。通过模拟计算,得到不同工况下消力池及无压隧洞内的水流流态等,数值计算结果与模型试验吻合较好。     

HVPE反应器内输运现象的数值模拟研究

对用于制备GaN的具有同心圆喷头的HVPE（氢化物气相外延）反应器内的输运现象进行了三维数值模拟研究.在模拟计算中,分别改变总载气进口流量、同心圆喷口进口流量、重力、压强等条件,得到反应器内流场、温场、浓度场的相应变化.根据对模拟结果的分析,得出输运过程的优化条件为：尽量减小总载气进口流量,适当增大同心圆喷口的双进口流量,并降低反应室内的压强.     

长江河口内溢油轨迹的数值模拟研究

构建了海洋与溢油模型相耦合的长江河口的溢油轨迹预报系统,海洋模型能较好模拟该海域的表层流场;溢油模型采用拉格朗日和随机游走的油粒子追踪法,可快速预测油粒子的漂移扩散轨迹和扫海面积。研究表明,大潮时溢油的油粒子的分布范围和扫海面积均比小潮时刻大,在南支溢出的油粒子会漂移到南、北港和南、北槽,对生态环境危害最大,会影响陈行和青草沙两大水库取水口,并对中华鲟和九段沙湿地保护区产生潜在的生态危害;在北支溢出的油粒子主要分布在北支水道和两岸,如果溢油点位于上段会倒灌进南支水道,将会产生较大的生态危害;在南港溢出的油粒子会漂移到南北槽,不会对两大水库和中华鲟保护区产生危害,但会对九段沙保护区造成潜在的危害;在北港溢出的油粒子则会漂移到崇明岛外海,且扩散范围很大,只对中华鲟保护区造成危害。     

管道内天然气水合物沉积演化进程数值模拟

传统的双欧拉流体模型将水合物颗粒近似为流体相进行两相流动沉积预测,并未考虑流动过程中由相变导致颗粒生成的影响.为了解决该问题,在OpenFoam4.0开源计算软件植入双流体模型、界面面积传输方程、对流换热方程,在考虑水合物颗粒聚并、破碎效率的同时,引入关键的相变源项,根据管内温度场分布实时模拟计算水合物生成量,并在之后...     

联合收割机吸运风机内气体运动数值模拟

气吸式4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机的吸运风机的能耗和噪声一般都较大。为了分析气体在风机内的运动规律,应用Fluent软件中的气体运动微分方程及标准的K-ω湍流模型,对吸运风机内气流流场进行了三维数值计算,得到了气体在吸运风机内的流动特征。分析发现气体从叶轮流入到蜗壳时,压力持续上升,由负压转为正压;在靠近叶轮外缘处速度很大,在靠近出口处逐渐降低;在风机后部涡流区面积、涡流强度相对较大。这些特征将为吸运风机的节能降噪设计提供参考依据。     

冬季新疆和田地区某羊舍内自然通风的数值模拟

采用CFD(Computational fluid dynamics)方法对南疆地区的羊舍内自然通风下的室内环境进行数值模拟.模拟时对整个计算区域采用六面体网格进行划分,对羊舍天窗和北窗附近区域的网格进行加密处理,生成的网格数约为453 360个.羊舍CFD数值模拟以室内外空气作为研究对象,外界气象条件、羊舍外维护结构和室内地面等作为边界条件处理.对冬季南疆地区羊舍北窗开启和关闭两种情况下室内的速度场、温度场进行数值模拟.根据数值模拟的结果表明在白天可以开启北窗进行通风.     

混流式水轮机蜗壳·导叶及转轮内部水流的二维与三维数值模拟比较分析

基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,采用CFD计算流体力学软件对HLA616-WJ-55混流式水轮机原型机的蜗壳、导叶及转轮内部水流进行二维定常数值模拟,并与同型式水轮机的蜗壳、导叶及转轮内部流动三维数值模拟结果进行比较分析。结果表明,二维与三维蜗壳内部流动的规律基本一致,压力分布和速度分布比较均匀,流动状况较为理想。二维CFD分析能较全面地预测水轮机蜗壳、导叶及转轮内部流场的结构,数值模拟结果对水轮机选型和优化设计均具有重要的指导意义。     

塔里木河下游应急输水典型断面地下水流模拟分析

依据塔里木河下游英苏监测断面第一次输水前与第五次输水后地表水与地下水的监测资料。利用Modflow和PMPATH建立了该断面地下水剖面二维流运动的数值模型，分析了输水后地下水位的变化趋势及恢复水量，结果表明：线状输水在英苏断面的影响区域在距河2km以内，距河1km内则是显著影响区域。