检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：谢飞陕西科技大学

学位级别：硕士

曝气对于保证污水好氧池中污泥活性起着重要的作用,与此同时,曝气在整个污水处理厂运营中也是主要的耗能之处。在污水处理的各个工艺段中,曝气系统耗能最大,占总能耗的55%60%。曝气量的大小主要取决于活性污泥对于氧的需求量以及曝气装... 详细信息

曝气对于保证污水好氧池中污泥活性起着重要的作用,与此同时,曝气在整个污水处理厂运营中也是主要的耗能之处。在污水处理的各个工艺段中,曝气系统耗能最大,占总能耗的55%60%。曝气量的大小主要取决于活性污泥对于氧的需求量以及曝气装置的氧转移效率,在不影响污水处理效率的前提下降低曝气系统的能耗,对于污水厂的高效运行与节能降耗具有重要意义。在工程实践过程中,依靠降低活性污泥需氧量来实现节能,存在活性污泥活性下降导致污水处理不达标的风险。相较而言,通过提高曝气器氧转移效率来降低曝气系统的能耗,更加安全、可行。本文通过流体力学分析软件与清水充氧试验相结合的方法,对供气式低压射流曝气器氧传质过程进行了研究,主要工作及其研究成果有:一、以供气式低压射流曝气器为研究对象,运用Computed fluid dynamics（CFD）软件构建三维模型,对其内部结构进行优化模拟,针对影响气液两相湍流混合效果的因素（一级喷嘴直径、二级喷嘴直径、混合室长径比）设计正交试验,利用FLUENT模拟软件对试验结果进行分析。结果表明,在循环水流速和进气口流速分别为1.5m·s-1和10 m·s-1的模拟条件下,气液两相湍流混合效果影响程度的大小顺序为:一级喷嘴直径、混合室长径比、二级喷嘴直径。最佳湍流混合效果的结构参数为一级喷嘴直径14 mm、二级喷嘴直径46mm、长径比4。二、利用CFD软件对不同运行参数的供气式低压射流曝气器进行气液两相湍流混合效果的研究。得出了运行过程中射流曝气器内部的压力场、速度场、湍流场等流场信息并对其进行了分析。结果表明,流速比是影响供气式低压射流曝气器气液两相湍流混合效果的重要因素,在恒气体流速的条件下,增加液体流速,更有利于供气式低压射流曝气器混合效果;在恒液体流速的条件下,增加气体流速,反而不利于供气式低压射流曝气器混合效果;在恒气水流量比的条件下,增加绝对流速,更有利于供气式低压射流曝气器混合效果。三、在有效容积为63 m3的反应罐中对不同尺寸的射流曝气器进行充氧性能测试,结果表明,随着运行气量的增加,射流曝气器的标准氧总传质系数（kLas）和标准氧传质速率（SOTR）明显增大,而标准氧转移效率（SOTE）明显减小;随着循环水量增加,射流曝气器的标准氧总传质系数（kLas）、标准氧传质速率（SOTR）和标准氧转移效率（SOTE）明显增大;随着供气式低压射流曝气器一级喷嘴直径的增加,标准氧总传质系数（kLas）、标准氧传质速率（SOTR）、标准氧转移效率（SOTE）、和理论动力效率（SAE）随之减小,而电耗随之增加。在气水比相同的情况下,模拟优化结构射流曝气器的kLas、SOTR、SOTE和SAE与初始结构相比分别提升了68.84～88.77%、68.41～90.01%、68.41～93.19%和48.96～67.03%。在水深3m到5.5m之间,随着有效水深的增大,射流曝气器展现了出色的充氧能力。

关键词：射流曝气器两相流标准k-ε模型节能降耗氧传质

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高层建筑风场绕流数值模拟研究

高层建筑风场绕流数值模拟研究

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作者：杨亚运山东科技大学

学位级别：硕士

高层建筑结构的风荷载是控制结构设计的主要荷载之一,在强风条件下,结构风响应影响着结构安全,高层建筑结构的风响应是设计时不可忽略的问题。因此建筑物受风荷载影响作用研究是科学与工程界关注的热点问题。本文简要总结了计算建筑结... 详细信息

高层建筑结构的风荷载是控制结构设计的主要荷载之一,在强风条件下,结构风响应影响着结构安全,高层建筑结构的风响应是设计时不可忽略的问题。因此建筑物受风荷载影响作用研究是科学与工程界关注的热点问题。本文简要总结了计算建筑结构风荷载的基本理论和计算方法,介绍了建筑结构周围风场数值模拟所涉及到的建筑计算区域大小、网格划分方法、边界条件选取、湍流模型的确定以及求解参数设置等。利用计算流体动力学软件ANSYS FLUENT对不同体形系数的三维建筑结构分别进行建模、网格划分,在标准k-ε模型的基础上,数值模拟了建筑结构周围风场,比较了不同体形系数对建筑风荷载的影响。通过分析得出一些规律,具体内容和本文结论如下所示:1)结构抗风方面,介绍国内、外建筑结构研究风场的现状、建筑结构风荷载的研究方法、风的主要特性、建筑结构风荷载绕流规律,概述了计算流体力学的部分基本理论和ANSYS FLUENT流体计算软件。为后文研究三维静态建筑物绕流和二维瞬态建筑物卡门涡街现象做铺垫。2)对六个建筑结构对应的五种不同体形系数下矩形建筑结构进行三维建模,展开了数值模拟,首先对其分别进行0°和90°风向角下风速风压分布研究,得出不同体形系数下各建筑物的速度矢量图和风压分布云图以及流场运动规律。根据数值模拟结果,由各测点的风速值和风压值推导换算得到风压系数值,并与规范建议值进行了比较,给出了较优结构体形系数的建议取值。3)以矩形建筑结构为研究对象,对比分析了单栋建筑和双栋相同尺寸的建筑稳态绕流风场,得出了建筑物表面风速、风压分布及建筑周围的风流场分布情况。然后,又分别对单栋建筑和双栋相同尺寸的建筑进行瞬态二维模拟分析,得到单、双栋建筑体周围瞬时流态图和各表面风速和风压值,对比分析得到了单、双栋建筑体尾流形式漩涡脱落变化规律。本文研究为城市建设中高层建筑规划、城市风环境评估和高层建筑设计提供了有价值的参考。

关键词：标准k-ε模型体形系数稳态绕流瞬态绕流

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含搅混翼片的压水堆子通道内强化传热的分析与评价

含搅混翼片的压水堆子通道内强化传热的分析与评价

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作者： ABDELGADER ELHUSSAIN ELSHAREEF ABDALLAH 华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在各个领域特别是在核设施中,导出高热量的能力是必不可少且极为重要的,它与额外施加的热通量水平有直接的关系。通过增强子通道中的热传递是核反应堆热工水力学中提高传热性能最重要的方法之一,例如在反应堆堆芯中采用含搅混翼片的定... 详细信息

在各个领域特别是在核设施中,导出高热量的能力是必不可少且极为重要的,它与额外施加的热通量水平有直接的关系。通过增强子通道中的热传递是核反应堆热工水力学中提高传热性能最重要的方法之一,例如在反应堆堆芯中采用含搅混翼片的定位格架来提高堆芯临界热通量的阈值,这些搅混翼用于增强子通道内的湍流和换热。本研究采用通用计算流体力学软件ANSYS CFX 16评估了不同混合翼片角度对AP1000核反应堆堆芯燃料组件定位格架下游单个子通道内稳态单相流动流型和换热的影响,湍流闭合使用了标准k-ε模型,通过数值模拟获得子通道内速度场、压力场、湍流强度和传热特性。数值模拟分析结果表明,定位格架和搅混翼片显著地增强了子通道内的湍流,并对子通道内的热量传递产生了影响。

关键词：增强换热核燃料组件数值分析单相流子通道标准k-ε模型定位格架搅混翼片

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基于CFD灌溉机井管道液相流场的数值模拟

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天津工业大学学报 2018年第1期37卷 68-73页

作者：王萍杨超天津工业大学电气工程与自动化学院天津300387 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387

为改善农用灌溉时差法超声波流量计的测量精确度,利用Fluent软件中的标准k-ε模型对灌溉机井管道液相流场进行三维数值模拟,观察机井管道水平轴截面和竖直轴截面的压力云图以及速度分布图,分析管道内流体的速度分布特性,并在此基础上提... 详细信息

为改善农用灌溉时差法超声波流量计的测量精确度,利用Fluent软件中的标准k-ε模型对灌溉机井管道液相流场进行三维数值模拟,观察机井管道水平轴截面和竖直轴截面的压力云图以及速度分布图,分析管道内流体的速度分布特性,并在此基础上提出平均流速修正公式,对其进行实验验证.结果表明:受弯管二次流影响,出水管流场紊乱,各截面速度分布差异明显,降低了流量计测量精确度.经修正后流量计测量精确度提升了4.9%.

关键词： CFD数值模拟灌溉机井管道弯管二次流液体流场标准k-ε模型流速修正

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输水渠道中桥墩受水流冲刷的数值模拟研究

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西北水电 2019年第5期 51-54,58页

作者：惠康新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院

以恰木萨水电站工程为研究对象,通过目前模拟水气两相流较成熟的数值模拟方法进行分析,即采用标准k-ε计算模型进行求解,结合水气两相流VOF法,对水电站引水渠道及桥墩的三维水气两相流进行了数值模拟,探究渠道水流通过桥墩时发生的水流... 详细信息

以恰木萨水电站工程为研究对象,通过目前模拟水气两相流较成熟的数值模拟方法进行分析,即采用标准k-ε计算模型进行求解,结合水气两相流VOF法,对水电站引水渠道及桥墩的三维水气两相流进行了数值模拟,探究渠道水流通过桥墩时发生的水流流态的变化,通过渠道压力场的变化,得出了桥墩受水流冲击力,为复核桥墩强度提供了理论依据,进行桥墩强度验算过程中直接采用此文成果。

关键词：渠道桥墩冲刷标准k-ε模型数值模拟

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VOCs处理设备性能优化的数值模拟

VOCs处理设备性能优化的数值模拟

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中国环境科学学会2019年科学技术年会——环境工程技术创新与应用分论坛

作者：权登辉杨晓军刘龙中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司金属矿山安全与健康国家重点实验室华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司

为解决VOCs处理设备内部流场分布紊乱、气体局部速度压强差较大等问题,以某一等离子体联合光催化氧化苯处理设备为例,加入旋流器并根据其不同结构建立苯蒸汽-空气两相流流场的标准k-ε湍流模型,利用ICEM划分网格导入Fluent软件中对苯蒸... 详细信息

为解决VOCs处理设备内部流场分布紊乱、气体局部速度压强差较大等问题,以某一等离子体联合光催化氧化苯处理设备为例,加入旋流器并根据其不同结构建立苯蒸汽-空气两相流流场的标准k-ε湍流模型,利用ICEM划分网格导入Fluent软件中对苯蒸汽-空气两相流流场特征进行数值模拟。结果表明,VOCs处理设备未加旋流器时苯蒸气进入设备后出现了较大的速度压强梯度变化,设备的处理反应不能充分进行。加入旋流器后,设备内部苯蒸气流速以及压强分布较为均匀,设备空间流线较排列有序,大大促进了反应的进行,其中以叶片数为20片、偏转角为60°时效果最好。加热温度为1050 k时,入口流速为0.3～1.2 m/s,入口浓度在3000～5000 mg/m3时苯转化率达到100%,该VOCs处理设备性能达到优化。

关键词：设备性能标准k-ε模型 VOCs 数值模拟

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沉沙池流场特性及泥沙运动数值模拟

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人民黄河 2018年第2期40卷 105-108,134页

作者：赵志鹏谢新生林开放四川大学水利水电学院四川成都610000 云南省水利水电勘察设计研究院云南昆明650000

沉沙池在水利水电工程中是一种十分必要的水工建筑物,在处理泥沙中发挥了重要的作用,为后续下级设备正常运行提供了可靠保障。采用标准k-ε模型,建立石门坎水电站现状、优化后的沉沙池模型,模拟了沉沙池内的三维流场,并运用离散相DPM模... 详细信息

沉沙池在水利水电工程中是一种十分必要的水工建筑物,在处理泥沙中发挥了重要的作用,为后续下级设备正常运行提供了可靠保障。采用标准k-ε模型,建立石门坎水电站现状、优化后的沉沙池模型,模拟了沉沙池内的三维流场,并运用离散相DPM模型模拟了泥沙运动,得到了更加精细的沉沙池内水流形态、流速场分布及池内泥沙运动轨迹和沉降效果。

关键词：沉沙池标准k-ε模型数值模拟沉降率离散相DPM模型

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基于标准k-ε模型的汽车节气门三维流场数值仿真

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重庆理工大学学报（自然科学） 2012年第5期26卷 12-15页

作者：李良波符欲梅昝昕武重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044

针对一种具体型号的节气门体建立了几何模型。用基于Fluent软件的标准k-ε模型对节气门三维流场进行数值仿真。仿真结果与实验结果吻合非常好,表明了标准k-ε模型在汽车节气门流场仿真中的适用性。仿真结果为汽车节气门体流场分析和节... 详细信息

针对一种具体型号的节气门体建立了几何模型。用基于Fluent软件的标准k-ε模型对节气门三维流场进行数值仿真。仿真结果与实验结果吻合非常好,表明了标准k-ε模型在汽车节气门流场仿真中的适用性。仿真结果为汽车节气门体流场分析和节气门结构的改进提供参考。

关键词：汽车节气门数值仿真标准k-ε模型 Fluent

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浮升力效应对三维城市街道峡谷空气流动和污染扩散的影响研究

浮升力效应对三维城市街道峡谷空气流动和污染扩散的影响研究

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作者：杨浩凯汕头大学

学位级别：硕士

城市街区处于湍流大气边界层的底层，良好的空气质量和舒适的热环境对居民的身心健康具有重要的作用。随着城市化的不断推进，城市热岛效应和空气污染变得越来越严重。尤其是在弱风条件下，在建筑物后方和城市街道峡谷的弱风区域，相关... 详细信息

城市街区处于湍流大气边界层的底层，良好的空气质量和舒适的热环境对居民的身心健康具有重要的作用。随着城市化的不断推进，城市热岛效应和空气污染变得越来越严重。尤其是在弱风条件下，在建筑物后方和城市街道峡谷的弱风区域，相关问题显得更为突出。城市居民区的空气流动属于微尺度的大气流动，因此在城市大气微环境范围内对污染物扩散的相关问题进行研究，对于减轻城市热岛效应和居民区的空气污染问题具有非常重要的意义。　　关于街道峡谷内污染扩散的数值模拟，国内外已有大量的研究。但大多数情况都是针对实验尺度范围内的简化二维街道峡谷模型，而且多数没有考虑浮升力效应对峡谷内污染扩散的影响。实际情况下污染物的扩散与大气的热状况关系较为密切。在实验尺度范围内由于模型尺寸较小，仅靠温差很难产生较强的热稳定度。因此对实际尺度下相关问题进行研究具有更加重要的现实意义。对于存在浮升力影响的非中性条件，本文应用RANS模型对实际尺度建筑群内线源污染扩散问题展开了系统的研究，总结出不同地面加热情况下街道峡谷内的流场变化规律和污染物扩散规律及分布特征。通过对街道峡谷内污染物流率进行统计分析，阐明了空气的对流流动和湍流扩散在污染物输运过程中的作用，总结了污染物流率和空气流率随浮升力的变化规律。本研究对探索实际尺度下三维城市街区污染物和空气流动的本质特征，对减轻居民区的空气污染具有重要的现实意义。本文主要研究了以下内容：　　1.通过单体建筑后方点源污染扩散和三维城市街区模型内线源污染扩散两个算例，对计算风工程上常用的四种RANS模型进行了对比研究，评估了四种湍流模型在浮升力存在情况下对城市街区污染扩散问题的模拟能力。综合对比表明，在所有评估的湍流模型中，标准k-ε模型对空气流动和污染扩散的预测效果最好。　　2.基于标准k-ε模型，在考虑浮升力影响下，对实际尺度三维建筑群内线源污染扩散进行了系统的研究。由计算结果可知，浮升力的存在对街道峡谷内的空气流动及污染扩散具有重要的影响。随着浮升力的增大，街道峡谷内的湍动能逐渐增大，三维再循环流动逐渐增强，污染物浓度逐渐降低。　　3.本文对流入和流出目标街道峡谷的污染物流率和空气流率分别进行了统计分析，由计算结果可知：对于街道峡谷两个侧面的污染物输运，空气的对流流动起主导作用，但湍流扩散对污染物的入流流率也有重要贡献。在街道峡谷的上表面，湍流扩散对污染物的流出起主导作用。随着浮升力的增强，对流流动对侧面和顶面污染物流入和流出的贡献都有所增加，湍流扩散对顶面的污染物流出贡献也有所增加。浮升力效应对三维街道峡谷空气流率有重要的影响。随着浮升力的增强，街道峡谷所有表面的空气流入和流出流率都有所增加，表明浮升力的存在对街道峡谷与外部的空气交换具有重要的促进作用。

关键词：三维城市街道峡谷数值模拟标准k-ε模型浮升力效应污染扩散空气流动

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楼庄子水库溢洪洞消力池初拟尺寸的数值模拟分析

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新疆水利 2018年第1期 35-40页

作者：胡鹏新疆维吾尔自治区头屯河流域管理局新疆昌吉831100

为探究底流消能消力池尺寸拟定过程中设计尺寸的优化方向,本文以楼庄子水库泄水建筑物为研究对象,采用数值模拟的研究方法,以水力学计算公式初步拟定的消力池尺寸为基础数据,运用标准k-ε计算模型结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,... 详细信息

为探究底流消能消力池尺寸拟定过程中设计尺寸的优化方向,本文以楼庄子水库泄水建筑物为研究对象,采用数值模拟的研究方法,以水力学计算公式初步拟定的消力池尺寸为基础数据,运用标准k-ε计算模型结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,对溢洪洞泄槽及消力池进行了三维水气两相流数值模拟计算。通过设计工况计算成果,分析对比了的流速矢量图及水气两相流云图,得出了底流消能方案消力池池深、消力坎等处需进一步优化,为后期采用水力学公式初拟消力池池深提供了理论依据。

关键词：溢洪洞数值模拟消力池标准k-ε模型

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