检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：杨柯琛四川农业大学

学位级别：硕士

近年来,全球出现极端降水事件增多,中小河流、大江大河等频繁发生超警戒洪水。在洪水演进期间,河流两岸的树干和树枝等被水流带走容易形成碎屑堆积物。当碎屑堆积物运动至桥梁时,河流的过水断面被严重压缩,进而影响了桥墩周围的水流特性... 详细信息

近年来,全球出现极端降水事件增多,中小河流、大江大河等频繁发生超警戒洪水。在洪水演进期间,河流两岸的树干和树枝等被水流带走容易形成碎屑堆积物。当碎屑堆积物运动至桥梁时,河流的过水断面被严重压缩,进而影响了桥墩周围的水流特性,加剧了河床的局部冲刷,严重威胁桥梁基础的安全。本文通过理论分析、水槽模型实验和FLOW-3D数值模拟等方法,分析了碎屑堆积物影响下桥墩周围的水流特性、河床局部冲刷特性等,从而加强碎屑堆积物对桥梁局部冲刷影响的认识,为桥梁防护提供有力支撑。主要研究内容和成果如下:（1）通过水槽冲刷试验,研究了清水冲刷条件下桥墩受到碎屑堆积物影响的局部冲刷特性。研究结果表明:与无碎屑堆积物影响时相比,碎屑堆积物的存在加剧了桥墩的局部冲刷,最大冲刷深度可达到7.3cm,增加幅度达到58.7%;对碎屑堆积物的3种不同形状研究表明,阻水面积越大,桥墩局部冲刷坑范围和最大深度越大。（2）通过水槽冲刷试验,研究了碎屑堆积物在自由水面、水深中部和近河床底部等三处不同位置时,桥墩局部冲刷受到堆积物位置影响的规律。研究表明:桥墩局部冲刷坑的最大深度随碎屑堆积物位置Hb/H增加线性增大,即当碎屑堆积物处于水流表面Hb/H=0时,对于桥墩局部冲刷的影响程度最小;当碎屑堆积物接近河床底部Hb/H=0.8时,对于局部冲刷影响程度最大,局部冲刷最大深度增幅可达到29.5%。（3）基于水流运动控制方程、泥沙运动方程和河床变形方程,建立了水流-泥沙-桥墩-堆积物相互作用的三维局部冲刷数值模型,利用断面流速、冲刷坑形状以及最大深度等水槽实验数据验证了数值模型的可靠性。研究表明断面流速分布、冲刷坑形态与试验结果基本吻合。（4）通过数值模拟得到的碎屑堆积物影响下桥墩周围的水流结构,分析了加剧局部冲刷的机制。结果表明:碎屑堆积物影响下桥墩附近仍然存在下潜水流和涡旋的影响;堆积物压缩了沿水深方向的水流过流断面面积,随着堆积物位置越靠近河床底部,下潜水流强度越大。

关键词：桥墩碎屑堆积物局部冲刷水流结构水槽试验 cfd数值模拟

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塔梁交汇区风场突变效应及其对桥上列车行车安全的影响

塔梁交汇区风场突变效应及其对桥上列车行车安全的影响

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作者：王祖祥西南交通大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展以及施工建造技术的不断进步,特大跨度桥梁的建设越来越多,主跨跨度不断增大的同时,塔柱沿桥跨方向的尺寸也越来越大。桥塔的存在会使塔梁交汇区的流场环境复杂多变:一方面由于桥塔遮蔽效应使得塔柱后方的风速急... 详细信息

随着社会经济的快速发展以及施工建造技术的不断进步,特大跨度桥梁的建设越来越多,主跨跨度不断增大的同时,塔柱沿桥跨方向的尺寸也越来越大。桥塔的存在会使塔梁交汇区的流场环境复杂多变:一方面由于桥塔遮蔽效应使得塔柱后方的风速急剧降低,另一方面由于绕流作用使得塔柱附近区域可能出现流场局部反向。列车在侧风环境下经过塔梁交汇区时,风场突变效应会使列车的气动特性发生剧烈变化,进而改变列车的动力响应,严重影响列车的行车安全性。因此,对塔梁交汇区风场突变效应进行相应研究是十分必要的。本文利用数值模拟方法并基于风-车-线-桥耦合振动分析理论,针对塔梁交汇区风场突变效应对流场的影响展开研究,并探究了桥塔遮蔽效应和风屏障防风效果对移动列车气动特性和行车安全的影响。主要研究内容如下: 1、通过ANSYS ICEM软件建立了主梁-桥塔-列车-风屏障三维数值模拟模型,利用多孔介质模型实现对风屏障的参数化模拟,采用动网格技术实现对桥上移动列车的运动模拟,使用UDF文件控制列车的运行速度。 2、利用Fluent软件计算分析了在不同风速、不同车速和不同风屏障参数下,桥塔流场分布、主梁流场分布和列车压力分布的变化规律,从流场变化的角度揭示了塔梁交汇区风场突变效应对不同行驶状态下移动列车气动特性的影响机理。 3、利用数值模拟方法,得到了移动列车在不同风速和不同车速下通过桥塔区域的气动特性时程曲线,通过定义影响宽度d和平均突变幅度Δm,研究桥塔遮蔽效应对移动列车气动特性的影响机理;并基于风-车-线-桥耦合振动分析理论,得到移动列车在相应工况下的动力响应,探究桥塔遮蔽效应对移动列车行车安全的影响。 4、在桥塔区域设置了不同参数的风屏障,通过数值模拟方法和风-车-线-桥耦合振动分析理论,研究风屏障防风效果对移动列车气动特性和行车安全的影响;基于本文的计算结果,得到风屏障防风效果在不同透风率和不同高度下的最优组合。

关键词：塔梁交汇区突变风场风屏障风-车-线-桥耦合振动 cfd数值模拟行车安全

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高速铁路隧道空气压力波传播特性及微气压波缓解措施研究

高速铁路隧道空气压力波传播特性及微气压波缓解措施研究

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作者：王辰中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

当高速列车驶入隧道时,列车与隧道间空气受到剧烈挤压,在隧道内形成往复传播的空气压力波,初始压缩波传播至隧道洞口产生微气压波。随着列车运营速度的不断提高,隧道洞口微气压波气动效应愈加显著,严重时会在隧道洞口附近轻型结构（如... 详细信息

当高速列车驶入隧道时,列车与隧道间空气受到剧烈挤压,在隧道内形成往复传播的空气压力波,初始压缩波传播至隧道洞口产生微气压波。随着列车运营速度的不断提高,隧道洞口微气压波气动效应愈加显著,严重时会在隧道洞口附近轻型结构（如门、窗等）及人体腔体形成共振,危害建筑物安全及居住者身心健康。揭示隧道净空面积、洞口连接段等因素影响下隧道压力波传播特性及微气压波幅值的变化规律,明确常见缓解结构型式及长大隧道内辅助坑道对隧道气动效应的缓解效果,对于高速铁路隧道设计至关重要。本文针对高速铁路250 km/h～350 km/h速度级下的隧道气动效应相关问题,围绕洞内压力波、洞口微气压波传播特性及其缓解措施开展了一系列数值仿真模拟及实车测试试验研究。分析了高速铁路250 km/h～350 km/h速度级下隧道空气压力波及洞口微气压波的传播特性,揭示了隧道净空面积、洞口连接段等因素对初始压缩波压力峰值、压力梯度峰值及洞口微气压波幅值的影响规律。随后,基于国内外缓解结构型式及微气压波缓解措施调研分析,研究了隧道洞口常见缓解结构型式及长大隧道内辅助坑道对隧道气动效应的缓解效果。（1）量化研究了高速铁路250 km/h～350 km/h速度条件下,不同隧道净空面积对隧道压力波及微气压波幅值的影响规律。当列车以同一速度通过不同净空面积隧道时,隧道进口测点50 m处的首波压力峰值与隧道净空面积为1.2次幂函数关系,首波压力梯度峰值与隧道净空面积为1.5次幂函数关系。微气压波增幅相对隧道出口处首波压力梯度峰值增幅有限,当列车速度为250 km/h,隧道净空面积从92 m2减小至60 m2时,洞内压力梯度峰值增幅为85.2%、洞口微气压波增幅为23%。当列车速度为300 km/h,隧道净空面积从100 m2减小至80 m2时,洞内压力梯度峰值增幅为39.4%、洞口微气压波增幅为11.8%。当列车速度为350 km/h,隧道净空面积从100 m2减小至80 m2时,洞内压力梯度峰值增幅为40.0%、洞口微气压波增幅为13.7%。（2）结合Yamamoto微气压波计算模型与数值模拟方法,量化研究了隧道洞口连接段的空间立体角对微气压波幅值的影响规律。路堤连接段高度为0 m～20 m时,路堤空间立体角Ω（20 m）从1.57π变化至1.73π,隧道洞口20 m处微气压波降幅为12.7%。路堑连接段高度为0 m～20 m时,路堑空间立体角Ω（20 m）从1.57π变化至1.42π,隧道洞口20 m处微气压波增幅为23.5%。桥梁连接段高度为0 m～50m时,桥梁空间立体角从1.57π变化至2.00π,隧道洞口20 m处微气压波降幅为22.6%。（3）明确了不同速度条件下隧道洞口常见缓解结构型式对微气压波幅值的缓解效果。研究发现,开孔位置对微气压波缓解效果影响明显,对于文中测试缓解结构型式,当进出口缓解结构开孔率一致时（开孔率均为9.0%）,顶部开孔的缓解结构对微气压波幅值的缓解率为侧面开孔的1.42倍。当开孔位置为顶部时,延长缓解结构长度对洞口微气压波的缓解效果更明显,测试长度为38m的缓解结构（顶部开孔率为9.0%）对微气压波幅值缓解率可达77.1%。（4）结合现场实车试验,揭示了长大隧道内辅助坑道对隧道气动效应的影响规律。在无砟轨道板下,隧道长度超过1.5 km时,需要考虑隧道长度对微气压波的“激化”作用。对数据进行无量纲处理后,微气压波幅值与列车速度及隧道长度关系式为*1.065(1**。传播距离约为11.0 km时压力梯度峰值达到最大值,当辅助坑道位于首波压力梯度峰值达到最大值位置之前时,辅助坑道能够有效降低首波压力梯度峰值及微气压波幅值;反之,辅助坑道位于首波压力梯度峰值达到最大值位置之后,辅助坑道的缓解效果十分有限。对于论文测试的长大隧道,辅助坑道对首波压力梯度峰值最大缓解率为27.5%。

关键词：隧道气动效应 cfd数值模拟实车试验净空面积洞口空间立体角缓解措施

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考虑流固耦合与脉动风效应的截椭球形充气膜结构的风压分布研究

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工业建筑 2022年第6期52卷 120-126页

作者：申跃奎李洋刘晨迪王佳佳西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

研究了考虑流固耦合与脉动风效应下某截椭球形充气膜结构的风压分布特性。首先,利用线性滤波器法在MATLAB中得到的脉动风速时程数据并导入Fluent中。其次,通过Workbench 17.0平台的分区弱耦合算法数值模拟得到了风致响应稳定后不同风向... 详细信息

研究了考虑流固耦合与脉动风效应下某截椭球形充气膜结构的风压分布特性。首先,利用线性滤波器法在MATLAB中得到的脉动风速时程数据并导入Fluent中。其次,通过Workbench 17.0平台的分区弱耦合算法数值模拟得到了风致响应稳定后不同风向角、高度、内压下结构的风压系数。结果表明,考虑流固耦合时结构的负压系数极值明显变大;三个变量对结构风压系数分布、大小和变化幅度都有一定程度的影响,其中在400 Pa时能保证结构风压极值保持在较低水平。

关键词：流固耦合充气膜结构脉动风 cfd数值模拟风压分布位移响应

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基于cfd数值模拟的某车型转向噪声分析

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汽车技术 2013年第8期 1-3,23页

作者：高尚郭万富巨建辉郑燕冬戴鑫鑫中国第一汽车股份有限公司技术中心

针对某轻型汽车的转向噪声问题进行理论分析及对转向进油管总成进行三维cfd数值模拟分析,发现转向时出现噪声的原因为转向油在流经转向进油管时产生较大压降,导致在油泵入口处出现气穴现象从而产生转向噪声。重新布置该车转向管路,并对... 详细信息

针对某轻型汽车的转向噪声问题进行理论分析及对转向进油管总成进行三维cfd数值模拟分析,发现转向时出现噪声的原因为转向油在流经转向进油管时产生较大压降,导致在油泵入口处出现气穴现象从而产生转向噪声。重新布置该车转向管路,并对新布置的转向进油管总成进行模拟分析。经过实车验证表明,重新布置转向管路后转向噪声问题解决。同时还总结出转向进油管压降随温度、管路直径的变化关系。

关键词：轻型汽车转向噪声 cfd数值模拟进油管流体压降

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进出口流道对轴流泵性能影响的数值模拟分析

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大电机技术 2024年第3期 63-68页

作者：黄滨刘艺涵卢尚翔杨新刘祥松浙江大学海洋学院浙江舟山316021 浙江大学能源学院杭州310027 哈尔滨电气动力装备有限公司哈尔滨150066

冷却剂流态是影响核主泵装置工作性能的重要因素,而进出水流道的结构影响着进出水流态。在保证叶轮和导叶结构不变的情况下,探究不同的进出口流道结构对泵水力性能的影响。本文基于SST k-ω湍流模型和SIMPLEC算法,使用三个常用的商业计... 详细信息

冷却剂流态是影响核主泵装置工作性能的重要因素,而进出水流道的结构影响着进出水流态。在保证叶轮和导叶结构不变的情况下,探究不同的进出口流道结构对泵水力性能的影响。本文基于SST k-ω湍流模型和SIMPLEC算法,使用三个常用的商业计算流体力学软件对采用不同入口弯管、蜗壳和出口直管的轴流泵进行网格无关性分析和全流域稳态数值计算。经计算,两个模型的外特性参数一致,流量特性曲线几乎重合,且轴流泵的进出水流态相似。不同商业流体力学计算软件得到的曲线和云图的趋势一致,各软件计算误差均在5%以内,证明本次研究中进出口结构改型对泵的水力性能没有产生明显的影响。

关键词：轴流泵进出水流道蜗壳 cfd数值模拟

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双层双折叶三斜叶圆盘涡轮桨釜内流场特性研究

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中国化工装备 2024年第2期26卷 34-40页

作者：包健江苏省特种设备安全监督检验研究院/国家化工设备质量检验检测中心(江苏) 苏州215600

通过计算流体力学(cfd)对双层双折叶三斜叶圆盘涡轮桨搅拌釜内的流场特性进行了模拟研究,分析了组合桨的转速N、离底距离C1及桨间距C2的变化对釜内流场的影响,利用粒子图像测速(PIV)技术对模拟结果进行了验证。研究结果表明:当转速N=100... 详细信息

通过计算流体力学(cfd)对双层双折叶三斜叶圆盘涡轮桨搅拌釜内的流场特性进行了模拟研究,分析了组合桨的转速N、离底距离C1及桨间距C2的变化对釜内流场的影响,利用粒子图像测速(PIV)技术对模拟结果进行了验证。研究结果表明:当转速N=100 rpm时,壁面附近的低速区域几乎消失,釜内流体整体速度得到提升及流场速度分布较好。离底距的增大会导致釜内流场的高速区上移,当离底距C1=0.28h时,近液面区域流体流速改善较明显,釜内流场速度分布较为合理。桨间距的提升能改变上下桨叶的配合效果,当桨间距C2=0.25h时釜内混合效果最佳,近液面区域流体流速明显提高,釜内流体整体流速较高。研究结果可为双折叶三斜叶圆盘涡轮桨在实际工程应用中提供参考。

关键词：双层双折叶三斜叶圆盘涡轮桨 cfd数值模拟 PIV 流场

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全回路CFB中一级燃料配比对异重燃料分级燃烧影响的模拟

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电力科技与环保 2024年第4期40卷 397-406页

作者：王瑞晨周全沈阳航空航天大学能源与环境学院辽宁沈阳110136

循环流化床以其燃料适用范围广的优势,被作为低热值固体废物热利用的优选设备。为解决循环流化床燃烧异重混合燃料时出现燃料配比不当而导致的污染物控制困难问题,本文将软质煤矸石(soft coal gangue,SCG)颗粒和垃圾衍生物(refuse deriv... 详细信息

循环流化床以其燃料适用范围广的优势,被作为低热值固体废物热利用的优选设备。为解决循环流化床燃烧异重混合燃料时出现燃料配比不当而导致的污染物控制困难问题,本文将软质煤矸石(soft coal gangue,SCG)颗粒和垃圾衍生物(refuse derived fuel,RDF)颗粒作为异重燃料,采用分级燃烧技术,应用欧拉双流体模型模拟研究了3种不同一级燃料配比在循环流化床锅炉中分级燃烧过程的流动、温度和气体组分分布情况,以获得其在循环流化床中分级燃烧的最佳一级燃料配比。结果表明:SCG/RDF为5/2的配比可促进颗粒与流体之间的碰撞频率和提高煤矸石中挥发分的热解反应强度,此配比下挥发分在密相区的反应速率较SCG/RDF为6/1和3/4时分别提高0.025和0.010。同时,该比例下的炉膛整体温度较SCG/RDF为6/1和3/4时分别提升175 K、25 K,达到了燃料协同燃烧的最佳效果,该比例下O_(2)消耗量较SCG/RDF为6/1和3/4时分别增加0.08和0.01。另外,RDF比例的升高会使污染物NO和SO_(2)的含量下降。因此,选用SCG/RDF为5/2的配比可达到异重燃料分级燃烧的最优运行状态,此时异重燃料的循环流化床燃烧效果最佳。

关键词：煤矸石垃圾衍生燃料异重燃料 cfd数值模拟全回路循环流化床

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陡峭山坡风场数值模拟方法研究

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计算力学学报 2021年第5期38卷 644-650页

作者：郑德乾李亮方平治马文勇河南工业大学土木建筑学院郑州450001 中再巨灾风险管理股份有限公司重庆400000 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

地形起伏是造成山地风场复杂多变的主要原因,其风场特性与基于均匀粗糙平面的风场有很大的区别。为准确模拟山坡地形风场,以坡角45°的简化陡峭山坡为研究对象,采用cfd数值模拟方法进行了流场分析,通过与风洞试验和各国规范对比,详... 详细信息

地形起伏是造成山地风场复杂多变的主要原因,其风场特性与基于均匀粗糙平面的风场有很大的区别。为准确模拟山坡地形风场,以坡角45°的简化陡峭山坡为研究对象,采用cfd数值模拟方法进行了流场分析,通过与风洞试验和各国规范对比,详细分析了网格分辨率、湍流模型和坡顶局部光滑处理等因素对数值模拟风场精度的影响。结果表明,采用基本网格尺度布置以及Realizable k-ε湍流模型,在坡顶位置的风压系数值与风洞试验存在一定偏差;在坡顶分离点处采用具有二阶连续性的曲线进行局部光滑,可使得数值模拟所得风速比和风压系数与试验结果更好地吻合,且光滑曲线的过渡段水平距离越短,模拟效果相对越好,坡顶位置的地形加速效应模拟结果与文献试验、中国以及澳大利亚规范具有更好的一致性。

关键词： cfd数值模拟陡峭山坡地形风场光滑曲线地形加速效应

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杭州亚运会板球馆结构设计

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建筑结构 2022年第S01期52卷 520-525页

作者：魏子丹陈禾李升史钟浙江工业大学工程设计集团有限公司杭州310014

杭州亚运会板球馆主体采用了钢框架的结构形式,屋盖为空间网格结构。因其屋盖悬挑较大,抗风设计时采用了cfd数值模拟分析得出的数据作为参考依据。采用PKPM软件对结构实施了多遇地震下的整体分析,并采用PKPM EPDA模块对结构实施了罕遇... 详细信息

杭州亚运会板球馆主体采用了钢框架的结构形式,屋盖为空间网格结构。因其屋盖悬挑较大,抗风设计时采用了cfd数值模拟分析得出的数据作为参考依据。采用PKPM软件对结构实施了多遇地震下的整体分析,并采用PKPM EPDA模块对结构实施了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,保证主要部件在设防地震和罕遇地震下的性能需求,并有针对性地对薄弱环节采取了增强措施。采用有限元分析软件ABAQUS对复杂支座节点进行了分析研究。论证了本项目的合理性及安全性。并通过与荷载规范的对比,提出了对复杂结构抗风设计进行cfd数值模拟分析的必要性。

关键词：大悬挑空间网格结构 cfd数值模拟弹塑性分析节点有限元分析

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