家禽舍内循环式环境调控系统设计与数值模拟

为了改善冬季寒冷气候下家禽舍内部环境质量和保温问题，试验设计了一套蛋鸡舍内循环式环境调控系统，该系统主要由内循环调控装置、排风管、进风管、通风孔组成；通过改变进风管通风孔的直径、数量和进风管入口风速，用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真软件对蛋鸡舍内部的气流进行模拟，分析经管道流出的气流在蛋鸡舍中的分布情况；将CFD模拟值与实测值进行对比验证仿真结果的准确性。结果表明：CFD模拟值与实测值风速的平均相对误差为12.42%,平均绝对误差为0.07 m/s;通风孔直径为47 mm、数量为32个时进行环境调控最适宜，且入口风速为4 m/s时，舒适区(0.1 m/s<舍内风速<0.8 m/s)面积占比为82.21%,平均风速为0.52 m/s。说明试验设计的家禽舍内循环式环境调控装置及管道的布置有利于改善冬季气候条件下家禽舍内环境质量和保温问题，同时也保证了气流分布的均匀性。     

小型豌豆收获机清选装置数值模拟

为了提高小型豌豆收获机的作业质量,利用CFD-DEM耦合的方法对气流式清选装置分离过程进行数值模拟,探究清选装置内部流场在不同风扇转速和不同入料口风速下的变化。研究结果显示:当入料口风速为5 m/s时,排粮口附近气流速度随着风扇转速的增加而骤增,且排粮口气流速度远远大于分离室中下部气流速度,阻碍籽粒的排出;当风扇转速为1600 r/min,随着入料口风速的增加,排粮口气流速度呈先减小后增大的变化趋势,气流速度的矢量方向逐渐发生变化,分离室中下部形成涡流。     

水射流强化疏浚用气力泵提升性能的试验研究

为有效消除底泥对水库的淤积影响，避免底泥对水体的二次污染，创新一种螺旋气力泵新型结构，提出脉冲水射流与气力泵一体化清淤新思路，以提高清淤气力泵提升性能。研究不同喷嘴数量、分布方式对气力泵疏浚特性的影响，并将研制的样机用于工程实践。结果表明：水射流喷嘴的引入对气力泵系统扬水量JL影响较小，却可极大的提高扬固量JS；喷嘴可起到解除底部压持效应之功效，使得底部流场脉动，固体表观流速得到大幅提升，使得颗粒易于启动；喷嘴需采用非均匀分布方式，但不能过分“偏心”，不然易引起动压持效应，致使气力提升性能降低；浸入率γ对气力泵疏浚性能影响较大，随着浸入率γ的增大，扬水量JL和扬固量JS均有较大提升，尤其是扬固量峰值相比无喷嘴工况提高了10倍之多。实验室和工程现场试验均验证了气力泵浸入率越大，疏浚效率越高，特别适用于深水疏浚的结论，与理论一致。     

浮动式气力卷膜装置作业过程仿真分析与试验

为深入研究浮动式气力卷膜装置在残膜回收作业过程中不同工作参数对其卷膜效果的影响，利用SolidWorks Flow Simulation软件建立了浮动式气力卷膜装置内部气流场模型，模拟卷膜作业过程中气流流动的动态变化过程。采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法，建立风机安装角、入口气流速度、卷膜辊转速与评价浮动式气力卷膜装置作业效果相关3个不同位置处速度值（从动辊表面竖直方向气流速度v₁、卷膜辊表面水平方向气流速度v₂和导膜板下表面气流速度v₃）的数学模型，寻求浮动式气力卷膜装置的最优参数组合，并进行田间验证试验。仿真试验结果表明，当风机安装角为33°、入口气流速度为3.50 m·s^-1、卷膜辊转速为17 rad·s^-1时，评价浮动式气力卷膜装置作业效果的响应值达到最优。田间试验验证结果表明，浮动式气力卷膜装置的工作参数优化后，马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机残膜回收率为91.6%、含杂率为7.5%，达到国家与行业要求。     

基于CFD仿真的异型薄壁堰水力特性与改造路径研究

21世纪以来，截流系统在我国城市河湖水质污染控制中得到了广泛应用；受城市土地资源紧缺的影响，异形结构的溢流装置亦大量存在。一方面，溢流装置的出流效率及其对雨水排放的影响并没有得到足够的重视；另一方面，城市水文监测设施的匮乏，也给这些影响的量化带来了技术障碍。以南昌市青山湖溢流装置为例，同时构建了异型结构薄壁堰的物理模型与数值模型，分析了溢流堰的流态与过流效率，并针对存在的问题提出可行的改造方案。主要结果：(1)原装置出流效率差，溢流堰在自由出流方式下的总体过流能力弱，流量系数为0.301，较相同工况下的标准薄壁堰的流量系数0.418低28%；过渡段内，“漩涡”、脱壁、顶部“空气腔”等现象都比较严重，流态问题突出。(2)改造方案中，“闸代堰”的甲、乙方案过流能力得到提升，设计工况下的流量较原方案分别提升了24%、19%，且出流效率大幅提高，单宽流量提升了719%、683%；“闸堰结合”方案在改善过流能力的同时还保留了堰流控制管理的便利性。同时采用物理模型和CFD数值模拟的方法，既能解决城市溢流堰的数值模型率定与验证困难，又可在数值仿真实验中完成溢流堰的问题诊断与改造方案的比选，为城市排水...     

基于井电双控平台的地下水流场动态监测与提取

[目的]基于灌区已建成"井电双控"平台的优势,提出利用抽水井水位来获取开采期地下水流场的动态变化,为地下水资源的科学管理及合理利用提供技术支撑.[方法]利用Processing MODFLOW软件模拟得出研究区的仿真流场,以此作为抽水井水位确定流场的判别标准,并对该方法下流场的拟合效果进行评价与改进.[结果]直接使用抽...     

果园多风道喷雾机送风系统设计优化与试验

针对果园多风道喷雾机内部气流分布不均导致由出风口吹出的气流紊乱、影响使雾滴在果树冠层上均匀沉积的问题，对多风道喷雾机内部导流板长度参数进行了优化。应用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）技术，基于Star-CCM+软件对喷雾机送风系统内部气流进行了模拟分析，得到出风口1~6的风速在不同导流板长度的标准差分别为0.7468、0.6776、1.4441、5.1305、4.5768和0.8209。对风速标准差较大的出风口3、出风口4、出风口5进行响应面分析，最终确定导流板1长度200.00 mm、导流板2长度60.00 mm、导流板3长度50.00 mm为最优参数组合。在最优组合参数下，计算得到对称出风口3和出风口6的风速值分别为39.135和41.320 m/s，相对偏差为5.58%；出风口4和出风口5的风速值分别为33.022和34.328 m/s，相对偏差为3.95%，符合设计要求。室内风速试验结果表明，在距离喷雾机出风口1.25 m处，风场风速由上层到下层逐渐增大，实现风场按果树冠层形状分布，喷雾机左右两侧风场对称分布，气流分布均匀。果园多风道喷雾机设计满足要求，可为同类设计提供参考。     

不同侧板结构对八棱柱型人工鱼礁流场效应的影响

为了解侧板结构对八棱柱型人工鱼礁流场效应的影响，实验基于计算流体力学方法(computational fluid dynamics, CFD)，利用大涡模拟(LES)对4种不同侧板结构的八棱柱型人工鱼礁周围流场变化进行数值模拟，并以上升流体积、背涡流体积和向上输运通量等为流场效应指标进行了分析，同时利用水槽实验对数值模型进行验证。结果显示，水槽实验流速与2种尺寸数值模拟流速的均方根误差最大不超过0.065。0°垂直迎流时，2种来流速度下，A型、C型和D型礁的上升流体积较B型礁最大分别高35.6%、244.1%和80.1%，背涡流体积较B型礁最大分别高193.5%、115.8%和88.8%。C型和D型礁的向上输运通量均大于A型礁，且C型礁最大向上输运通量是D型礁的1.29倍。不同迎流角度下，C型礁和D型礁的上升流体积和背涡流体积在4种角度下差异显著，且迎流面投影面积和上升流体积及背涡流体积之间相关系数较小。研究表明，实验所采用的数值模拟准确可靠；侧板数量增加对于提升八棱柱型人工鱼礁流场效应尤其是上升流效应作用明显；下层侧板固定时，上层为倾斜侧板有利于提升礁体的上升流效应，上层为垂直侧板时...     

某燃机电站SCR烟气脱硝系统流场优化及分析

流场分析是验证和保证脱硝系统达到设计要求的重要手段。特别是对于脱硝要求高、烟道本身流场条件差的项目，流场的优化设计及分析必不可少。以某燃机电站SCR烟气脱硝系统为例，主要介绍了该项目脱硝设计的特点和难点、流场优化设计的具体措施以及CFD流场模拟分析的具体过程。经CFD流场模拟结果分析验证，该流场优化设计措施切实有效，达到了设计要求，成功解决了该项目烟道流场条件差的问题。