检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：雷伟程哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

当今世界正处在能源转型的关键期,发展清洁能源已成为国际上的普遍共识。能源行业正加速向低碳、零碳方向发展演进,可再生能源将逐步成长为支撑社会发展的主要能源之一。在清洁能源的发展方向中,海上风电作为重要的发展方向,将在未来能... 详细信息

当今世界正处在能源转型的关键期,发展清洁能源已成为国际上的普遍共识。能源行业正加速向低碳、零碳方向发展演进,可再生能源将逐步成长为支撑社会发展的主要能源之一。在清洁能源的发展方向中,海上风电作为重要的发展方向,将在未来能源结构中占有重要地位。本文基于OC5项目的浮式风机浮体平台,探讨了结构物在海洋环境下的动态波频响应研究,特别关注粘性载荷对风机响应的影响。为提高海上结构物的运动性能,阻尼板被广泛应用于这类海洋浮体结构中。阻尼板的存在可以增加结构物的固有周期,将共振频率转移到波频范围之外。此外,阻尼板还利用尖角容易使流体发生流动分离的特性,获得额外的形状阻尼,这部分粘性阻尼的存在使结构物在共振频率附近的运动被抑制,减小了动态载荷,显著提高了海上浮体平台在恶劣海况下的使用寿命和可靠性。在对浮体结构进行运动响应分析时,频域方法是最常用的方法,尤其是在早期设计阶段。然而,在使用频域方法解决工程问题时,需要添加适当的Morison单元,并对Morison公式中的拖曳力项进行线性化,以考虑粘性效应。本研究旨在提供一种实用而准确的频域水动力分析方法,以更准确地获得浮体结构在波浪中的响应情况。本文比较了两种不同的Morison单元配置方法,第一种将整个阻尼板视为一个整体放置Morison单元,第二种方法将Morison单元放置于阻尼板不同部位拖曳力载荷的“作用点”上。其中,第二种配置将阻尼板分为底部法兰部分和中央底板部分。计算流体动力学(cfd)分析方法被用来获取拖曳力载荷系数C和Keulegan-Carpenter(KC)数的拟合函数,并确定拖曳力载荷的“作用点”的位置,辅助设置Morison单元。研究结果表明,将势流理论与Morison公式相结合的混合方法能够令人满意地预测浮体结构在波浪中的运动和结构载荷。此外,在研究连接在中央底板的底部法兰根部的结构载荷时,需要考虑等效力的“作用点”,并且在恶劣的海况条件下,粘性的作用将会变得越发重要。本研究的内容对于在工程中使用混合方法解决根部的根部载荷具有指导意义。同时,研究还表明,在“作用点”处设置Morison单元可以改善共振时的运动响应以及对结构载荷的预测。然而,通过对cfd的结果进行分析,还发现了现有的Morison拖曳力公式无法对不可忽略的二阶结构载荷进行考虑,这表明需要替代的经验公式,或者在极端的波浪条件下应采用cfd进行分析。

关键词：频域运动分析混合方法粘性载荷 cfd数值模拟阻尼板

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微细粒矿物涡流分离流场中的颗粒—颗粒聚团

微细粒矿物涡流分离流场中的颗粒—颗粒聚团

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作者：王文剑中国矿业大学

学位级别：硕士

气泡与目的矿物颗粒在动态流体环境中发生碰撞黏附从而与杂质矿物分离的方法称为浮选,是微细矿物分选的主要方法。微细粒矿物尺度的不断减小导致浮选过程颗粒与气泡很难碰撞黏附,高强度的湍流环境可以有效提高气泡与颗粒的碰撞概率,被... 详细信息

气泡与目的矿物颗粒在动态流体环境中发生碰撞黏附从而与杂质矿物分离的方法称为浮选,是微细矿物分选的主要方法。微细粒矿物尺度的不断减小导致浮选过程颗粒与气泡很难碰撞黏附,高强度的湍流环境可以有效提高气泡与颗粒的碰撞概率,被广泛应用于微细矿物的浮选分离过程中。然而,流场内过强的湍流也强化了颗粒-颗粒之间的碰撞,导致不同性质矿物颗粒发生聚团,均被气泡携带上浮,影响了浮选性能。本文从流体力学角度,基于课题组前期开发的微细颗粒涡流分选装置内部湍流流场,针对不同疏水性颗粒聚团问题,采用cfd数值模拟和PIV测量、聚团实验相结合的手段,首先,探明影响颗粒聚团的关键湍流参数,进一步,揭示关键流体力学参量对不同类型颗粒聚团及破碎的影响规律,最后使用流场参数对不同物理结构浮选装置的聚团行为进行了预测,并开展了实验验证。本研究对提升精矿品位具有重要指导意义。具体研究成果如下:建立了适合于涡流分选液-固流场研究的数值模型。基于Mixture多相流模型、LES大涡模拟湍流模型开展了涡流分选装置内部流场数值模拟,并使用PIV测量对数值模型进行验证,误差小于9.8%,证明了该数值模拟方法的可靠性;基于该模型探明了涡流分选流场内部的湍流特征,主要表现为:涡流发生器后方产生了涡旋,同时具有较高的湍流强度,随着流向方向逐渐减小。揭示了湍流动能、湍流耗散率、涡量和剪切速率等关键流体力学参量对于颗粒聚团的影响规律。较高湍流动能和涡量使微细颗粒具有了碰撞所需的动能及发生微局部旋转停留的条件,促使了聚团的发生,湍流耗散率和剪切速率带来的流体剪切作用则会使聚团破碎。（1）对于疏水-亲水颗粒,同一流量下涡量与剪切速率之比与颗粒聚团规律趋势最为接近。涡流分选装置内疏水-亲水颗粒聚团效果随着涡量与剪切速率之比减小而减弱,在流量为0.3 m3/h时,从25度到55度倾斜角矩形涡流分选装置涡量与剪切速率之比从0.53到0.73,相对浊度从104 NTU变化到21 NTU。（2）对于疏水-疏水颗粒,在极小涡量下就可发生聚团且在较高的剪切速率下才可发生轻微破碎;剪切速率变化与颗粒聚团规律最为接近,聚团效果随着剪切速率增大而减弱。（3）对于亲水-亲水颗粒,在研究范围内存在聚团临界值。当剪切速率小于836.99 s-1,涡量是影响亲水颗粒聚团的主导因素,聚团随涡量增加而增强,当剪切速率大于该值时,涡量的影响将减弱,剪切速率是影响亲水颗粒聚团的主导因素,随剪切速率增加,破碎程度增强。基于涡量和剪切速率对颗粒聚团的影响规律,研究了不同结构涡流分选装置内部的颗粒聚团行为,并进行了验证。（1）从疏水-亲水颗粒间聚团来看,同一流量下,三角形涡流分选装置的聚团效果最强,将可能影响浮选精矿品位。矩形涡流分选装置聚团行为最弱,对浮选精矿品位影响较小。（2）从疏水-疏水颗粒聚团来看,三角形涡流分选装置聚团行为最强,对目的矿物回收率有积极影响。（3）从亲水-亲水颗粒聚团来看,在低流量时,三角形涡流分选装置聚团行为最弱。最后通过聚团行为实验对上述预测进行了验证,具有良好的一致性,证实了研究所得关键流体力学参数对颗粒聚团行为的影响规律是可靠的。需要说明的是,对浮选性能的影响需要综合考虑以上因素。该论文有图57幅,表7个,参考文献96篇。

关键词：涡流分选装置 cfd数值模拟大涡模拟湍流颗粒聚团

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高速列车风阻制动板结构优化设计及cfd仿真分析

高速列车风阻制动板结构优化设计及CFD仿真分析

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作者：张志强西南交通大学

学位级别：硕士

发展更高速度的列车是我国交通强国的战略规划,随着高速列车运行速度不断提高,列车高速下的紧急制动越来越受到关注,而属于非黏着制动的空气阻力制动成为近年来学者研究较多的方式之一。列车在高速运行下再生制动及盘形制动提供的制动... 详细信息

发展更高速度的列车是我国交通强国的战略规划,随着高速列车运行速度不断提高,列车高速下的紧急制动越来越受到关注,而属于非黏着制动的空气阻力制动成为近年来学者研究较多的方式之一。列车在高速运行下再生制动及盘形制动提供的制动力有限,且长时间制动会使得刹车盘过热,使得刹车效果降低甚至失效。风阻制动力与列车速度为平方关系,列车速度越高则受到的风阻制动力就越大,风阻制动装置占用车体空间较小,结构简单可靠,在高速下能够提供较大且稳定的制动力,作为紧急制动方式之一,可以在高速下提供较大减速度,在尽可能短的时间降低列车速度,结合其他制动方式使得列车停止,保证安全,因此研究风阻板结构优化,结合风阻板开启角度及位置布置得到更高的风阻制动力具有一定实际工程意义。本文采用cfd方法分析风阻板几何参数及数量对风阻制动力的影响规律,通过Kriging代理模型结合参数优化方法对风阻板进行设计,通过NSGA-Ⅱ算法优化得到最大风阻制动力,对风阻板开启角度及布置方案进行了研究,并对比了优化前后不同速度下制动减速度及制动距离,结论如下: 分析了风阻板迎风面及背风面压力、板前后流场、风阻板制动特性,得到风阻板结构参数对风阻制动力的影响规律,结果表明:随着风阻板宽度增大,总体风阻制动力增大,车体阻力变化较小,单位面积风阻制动力降低,当风阻板宽度在1400mm-2200mm范围内更好;随着风阻板高度增大,总体风阻制动力增大;随着圆角半径增大,总体风阻制动力降低,单位面积风阻制动力先略微增大,之后降低,圆角半径在0-400mm范围内更好;随着风阻板数量增大,风阻制动力先不断增大后减小,当数量为23时总阻力最大181.2k N,之后降低并上下波动,风阻板数量的增加导致风阻板单板平均制动力降低,当N≤23时,单板制动力及经济性较高。采用Kriging代理模型结合参数优化的方法进行设计,并结合代理模型分析了风阻板参数对风阻制动力的影响规律,使用最优拉丁超立方方法均匀抽样,通过NSGA-Ⅱ算法进行迭代寻优,结果表明:最优风阻板的高度为684mm、宽度为2828mm、圆角半径为172mm、风阻板的数量为17,最大风阻制动力为224.1k N,对应轮重减载率为0.3687,满足安全标准要求。对比分析了不同开启角度风阻制动力,结果表明:开启角度为45°时,风阻制动力最小为212.4k N,当开启角度为60°时,头车气动升力最小,总体风阻制动力最大为228.5k N;结合实际列车之间连接区域的风挡进行风阻板位置排布,结果表明:随着中间车两个风阻板间距减小,其制动性能大幅降低,中间车后排风阻板受到前排风阻板尾流干扰明显,当两个风阻板间距≥16m时,前排对后排风阻板干扰几乎消失,不同方案对车体阻力影响均较小,最终优化方案的中间车两风阻板间距为11m,距离前后风挡区域距离为6.5m,总风阻制动力为220.5k N。对比了优化前后制动减速度及制动距离,结果表明:当列车速度为400km/h时,仅靠风阻制动的制动减速度为0.167m/s2,优化后平均减速度为0.725m/s2,风阻板提供制动减速度为0.559m/s2。当初速度为400km/h时,未安装风阻板列车刹车距离为99.07km,安装风阻板刹车距离为37.9km,刹车距离缩短61.17km,且由刹车过程速度曲线可知,不同初速度下制动时间相差最大为232s,总刹车时间接近,前500s列车速度均快速下降至20m/s左右,之后列车速度缓慢降低至0,说明了风阻板在高速下良好的制动特性,可以作为列车高速下的补充制动方式。

关键词：高速列车风阻制动板结构优化设计 Kriging模型 cfd数值模拟

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芬顿流化床工艺处理活性黑5染料废水的效能与模拟

芬顿流化床工艺处理活性黑5染料废水的效能与模拟

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作者：熊钦毅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

染料废水来源于纺织、皮革、造纸、印刷业、染发化妆品、食品以及油漆等工业行业,含有各种有毒污染物、生化性差,处理技术需求迫切。芬顿氧化技术与其他技术（吸附、化学氧化、生物降解与膜滤等）相比,运行成本低、运营维护简单、药剂... 详细信息

染料废水来源于纺织、皮革、造纸、印刷业、染发化妆品、食品以及油漆等工业行业,含有各种有毒污染物、生化性差,处理技术需求迫切。芬顿氧化技术与其他技术（吸附、化学氧化、生物降解与膜滤等）相比,运行成本低、运营维护简单、药剂无毒性、抗干扰能力强、适用范围广、不需要昂贵复杂的设备等,并且能够有效地产生·OH降解有机污染物,工程应用广泛。本研究针对均相芬顿技术铁泥产量大、催化氧化效率较低的问题,设计并重点研究了以颗粒活性炭（GAC）为载体的芬顿流化床反应器处理活性黑5染料废水（RB5）,进行了均相芬顿工艺影响因素研究,研究了均相芬顿工艺和芬顿流化床工艺对活性黑5的效能差异,明确了设计的芬顿流化床反应器的响应面模型最优运行条件,模拟证实了本研究中的芬顿流化床工艺连续稳定运行的可能性,开展了芬顿流化床工艺连续运行效能研究。开展了均相芬顿工艺处理活性黑5染料废水的影响因素研究,考察了活性黑5溶液浓度、温度、p H值、Fe2+投加浓度、H2O2投加浓度等因素对染料废水脱色率和COD去除率的影响。研究结果显示,均相芬顿工艺的最优反应条件为:C0（H2O2）=10 mmol/L、p H=3、25℃、C0(Fe2+)=0.67 mmol/L,此时脱色率为72.79%,COD去除率为42.60%。研究对比了均相芬顿工艺、芬顿流化床工艺处理染料废水性能:芬顿流化床工艺的脱色率和COD去除率（84.78%;57.22%）均优于均相芬顿工艺（75.98%;44.64%）,同时芬顿流化床工艺铁泥减量效果显著,铁泥量减少约66.28%。采用了响应面法对芬顿流化床工艺的运行参数进行优化,得到最优反应条件:p H=3.53,C0(Fe2+)=2.92mmol/L,C0（H2O2）=104.8 mmol/L,m（GAC）=29.86 g,在此条件下芬顿流化床工艺COD去除率为63.01%,脱色率为99.68%。使用ANSYS Fluent 20.0软件进行了芬顿流化床工艺的仿真模拟,结果表明反应器启动7 s后达到稳定运行状态,迭代参数的连续性结果表明了颗粒活性炭进行流化态循环运动,证实了本研究设计的芬顿流化床反应器能够实现连续流稳定运行。在最优运行条件下开展了芬顿流化床工艺处理染料废水连续运行效能研究,结果表明反应器在第1-2天Fe2+浓度、p H值、COD浓度波动明显,第3天逐渐趋于稳定运行,在第6天系统达到稳定运行状态:体系内p H维持在3.6左右,COD去除率维持在60%左右。在芬顿流化床连续运行过程中,探究了该工艺的废水处理作用机制。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外（FTIR）、比表面积（BET）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）对反应前后颗粒活性炭进行表征分析。研究结果表明GAC具有较大的比表面积、高孔隙率和多种官能团,有助于GAC对活性黑5及其中间体的吸附作用以及与铁结晶发生复合作用生成铁-有机复合物,且铁在结晶后在GAC表面以Fe（OH）3形式存在。研究结果证实了污染物的去除是通过GAC吸附和芬顿氧化的协同作用实现的,其中芬顿氧化反应是最主要的去除路径。本研究结果为芬顿流化床偶氮染料废水处理工艺开发提供理论与技术支持,对芬顿流化床技术规模化工程应用具有一定的实践指导意义。

关键词：芬顿流化床响应面优化 cfd数值模拟活性黑5

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微型水力旋流器对CHO细胞活性影响的研究

微型水力旋流器对CHO细胞活性影响的研究

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作者：何立群山东大学

学位级别：硕士

灌流培养系统广泛运用于哺乳动物细胞培养,用来生产单克隆抗体等蛋白质药物,其中最常用的宿主细胞是中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary CHO)。然而目前灌流培养系统中常用的细胞截留装置均存在一定缺陷,因此近年来微型水力旋流器... 详细信息

灌流培养系统广泛运用于哺乳动物细胞培养,用来生产单克隆抗体等蛋白质药物,其中最常用的宿主细胞是中国仓鼠卵巢细胞(Chinese Hamster Ovary CHO)。然而目前灌流培养系统中常用的细胞截留装置均存在一定缺陷,因此近年来微型水力旋流器作为细胞截留装置用来分离细胞与细胞液。哺乳动物细胞在微型水力旋流器内的回收率虽然可达90%以上,但在不同结构和操作参数的微型水力旋流器中相同类型的细胞活性损失差异仍较大。微型水力旋流器内部剪切应力的强度是影响细胞活性的重要因素。因此本研究采用实验与数值计算相结合的研究方法,研究不同结构和操作参数对微型水力旋流器内剪切应力强度和细胞活性的影响,从而揭示微型水力旋流器内剪切应力的产生机制和细胞的失活机制。本研究使用光固化3D打印机加工不同结构参数的微型水力旋流器,通过改变蠕动泵转速来调整微型水力旋流器的操作参数(入口速度)。本研究共对九组不同结构和操作参数的微型水力旋流器进行了 CHO细胞分选实验,通过实验测量不同结构和操作参数的微型水力旋流器的CHO细胞活性损失、分离效率与分流比。此外,本研究中采用cfd-LPT(Computational Fluid Dynamics-Lagrange Particle Tracking)数值计算模型模拟微型水力旋流器分选细胞的过程,依据实验测量的分离效率和分流比验证cfd-LPT模型。在此基础之上,本文利用已验证的数值计算模型得到不同结构和操作参数的微型水力旋流器内剪切应力的大小与分布。为了更加清晰直观的量化表达剪切应力,本文计算了微型水力旋流器全部流体计算域、纵剖面以及细胞各轨迹处的剪切应力,全面反映结构和操作参数变化时微型水力旋流器内剪切应力的变化。研究发现,随着锥角增大,剪切应力增大,细胞活性损失增大,细胞活性损失最大达到11.3%;随着圆锥段形状参数n增大,剪切应力降低,细胞活性损失降低,细胞活性损失最大达到14.966%。当溢流口和底流口直径增大时,CHO细胞的活性损失与微型水力旋流器内部剪切应力均降低,细胞活性损失最大达到14.133%。当入口速度增大时,剪切应力增大,细胞活性损失增大,细胞活性损失最大达到9.572%。本研究揭示了微型水力旋流器结构和操作参数对剪切应力和细胞成活率的影响机制,为研究细胞在复杂多相流流场下的失活机制、装备设计开发与工程应用提供理论支撑,具有较大学术研究意义与生物医药工程应用价值。

关键词：微型水力旋流器细胞活性剪切应力 cfd数值模拟

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基于深度学习的cfd模型降阶方法的研究及应用

基于深度学习的CFD模型降阶方法的研究及应用

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作者：邱丰上海大学

学位级别：硕士

计算流体力学通过数值模拟技术对实际的问题建模与计算,可以模拟流体在各种条件下的流动状况。通过数值模拟方法虽然可以获得高精度的流场数值解,但在实际应用中,它的计算成本非常高,依赖于高端的计算设备和较长的计算周期,而且无法满... 详细信息

计算流体力学通过数值模拟技术对实际的问题建模与计算,可以模拟流体在各种条件下的流动状况。通过数值模拟方法虽然可以获得高精度的流场数值解,但在实际应用中,它的计算成本非常高,依赖于高端的计算设备和较长的计算周期,而且无法满足实时性。降阶模型使用一个低阶的近似模型替代原有的高阶复杂流动系统,在保证模拟精度的同时,使用有限的计算设备完成仿真计算的过程,并且可以有效降低计算时间成本,达到实时性的效果。由于出色的性能和计算的便捷,目前降阶模型已有广泛的应用。近十年来,基于数据驱动的非嵌入式降阶模型得到了迅猛的发展。由于数据驱动的模型可以实现与原流动方程完全解耦,避免了在方程代码上的修改,因此相较于嵌入式降阶模型实现起来更容易。过去,传统的降阶模型采用插值方法或者传统机器学习等方法,虽然在一定程度上加快了数值模拟的速度,但在实际的工程中长时间地使用缺乏可靠性,并且存在精度不高、使用场景有限等问题。近几年来,随着深度学习的发展,其表现出的强大数据挖掘和建模能力为降阶模型的构建提供了新的可能。在目前已有的研究中,基于深度学习的降阶模型在准确率、稳定性等方面均表现出明显优势。因此,本文的主要研究内容是基于深度学习方法来构建并优化降阶模型。传统且最具代表的是使用本征正交分解来构建降阶模型,实现流场的降维和重构,但它是一种线性的计算方式,在非线性系统中表现不佳。本文将自编码器应用于降阶模型的构建,提升了模型的非线性映射能力,但自编码器存在参数量大、模型难以训练等问题,因此本文进一步提出了使用一维卷积结构的自编码器模型,不仅提升了流场中非线性特征提取的能力,还大幅降低了模型的参数量,在保证精度的同时,提升了降阶模型的性能。在过去的非嵌入式降阶模型中,时序推演模块通常由传统插值方法或者回归方法完成。研究表明,采用基于深度学习方法的时序预测模型相较传统方法具有明显的优势,经典的例如长短期记忆网络和时间卷积神经网络,均被不断地验证并应用于流体力学领域。但由于网络模型自身存在的一些缺陷,仍然很难捕获复杂非线性系统中的流动细节。本文提出了基于自注意力机制的流场时序预测模型,通过挖掘不同时刻流场之间的关联信息来推演流动的过程。实验对比结果表明本文提出的模型综合性能最佳,甚至可以捕获到流场中小尺度的变化特征。本文通过两个数值模拟的例子来验证提出的降阶模型,分别是二维的圆柱绕流和流过二维的建筑群。圆柱绕流模型是一类标模,相关的实验和理论研究都十分成熟,因此经常被用来验证新的降阶模型;流过二维的建筑群模型由六个大小外形不同的建筑体组成,空间中的流动也变得更加复杂。以上数值模拟例子均属于二维的流动场景,距离实际的工程应用仍存在一定的差距。最后,文中将所提出的降阶模型应用于英国伦敦南岸大学模型,用于计算整个三维空间中的空气流动。伦敦南岸大学模型根据1:1的尺度,完整的还原了整座校园的三维空间区域,构建真实物理模型是实际工程中数值模拟的必要工作。三维的物理模型中包含了大小六十多栋建筑,空间中流动的复杂性和流场数据的维度都非常高,因此预测空间中空气的流动具有一定的难度和挑战。实验结果表明,使用一维卷积结构的自编码器结合自注意力机制的时序预测模块所构建的降阶模型具有最高的精度,可以较好地应用在实际应用的场景中。

关键词： cfd数值模拟降阶模型深度学习卷积神经网络自注意力机制

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考虑多因素的桥上行车安全性研究

考虑多因素的桥上行车安全性研究

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作者：刘必锋厦门理工学院

学位级别：硕士

随着我国经济水平的快速发展和造桥技术的日益增强,以及社会对交通便利的更高需求,现代桥梁设计已经往大跨度、轻柔化的方向发展,越来越多的跨海大桥开始出现。桥梁跨度的增大及轻柔化使结构阻尼和刚度随之降低,导致其对风荷载和车振效... 详细信息

随着我国经济水平的快速发展和造桥技术的日益增强,以及社会对交通便利的更高需求,现代桥梁设计已经往大跨度、轻柔化的方向发展,越来越多的跨海大桥开始出现。桥梁跨度的增大及轻柔化使结构阻尼和刚度随之降低,导致其对风荷载和车振效应更为敏感。强风作用一般会使车桥耦合系统的振动更剧烈,降低桥梁结构的寿命以及降低车辆驾乘舒适性。特别地,侧向风荷载过大甚至会导致桥梁结构的毁坏和行车安全事故发生。鉴于此,本文针对风-车-桥耦合振动及桥上车辆行车安全性展开了一系列系统深入的研究。本文以厦门海沧大桥为工程背景,选取了轿车、货车、越野车三种典型车辆为研究对象,利用风洞试验方法、数值模拟技术以及理论分析方法来研究风-车-桥耦合振动下车辆气动力参数的变化情况,同时分析了桥上车辆的行车安全性。首先,自主设计制作了一套可灵活变化车道位置的六分力天平固定装置,利用风洞节段模型测振试验技术,研究了轿车、货车及越野车三种车辆模型在不同车道位置、不同行车环境、不同水马位置以及有无风障等工况,在不同风速下车辆气动力受桥梁振动和以上各因素的影响。其次,利用cfd动网格数值模拟技术,研究了不同车道位置和设置风障对车辆气动力系数的影响,利用车辆周围流场特征对影响机理进行了分析,并将桥梁单体和车辆单体的气动力系数和车桥耦合状态时桥梁和车辆的气动力系数进行比较分析。最后,基于车辆动力学理论分析方法,对行驶在桥梁上的车辆进行受力分析,推导出车辆的侧倾侧滑的公式,利用风洞试验得到的车辆六分力系数,给出了计算车道位置变化以及设置风障两种大工况下三种车辆的侧倾侧滑临界风速的方法。本文通过对桥梁行车过程中桥梁和车辆气动力的研究,分析了气动力参数的影响因素,提出了车辆行车安全的评价方法,对桥梁行车安全管理具有一定的应用价值。

关键词：风-车-桥耦合振动车辆气动力风洞试验 cfd数值模拟行车安全性

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曲线边壁竖缝式鱼道水力特性及过鱼效果研究

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水电能源科学 2022年第12期40卷 201-204,200页

作者：常志强汪靖阳吴鑫淼郄志红河北农业大学城乡建设学院河北保定071001 国家北方山区农业工程技术研究中心河北保定071001

竖缝式鱼道(VSF)是目前最常见的鱼道形式,为提高VSF的过鱼效率,将VSF的边壁改进为曲线型。基于cfd数值模拟和二维粒子图像测速仪实测流速,验证了常规VSF及改进曲线型VSF中的水流流场分布,从流速、流态的角度对比分析了两种不同边壁形式... 详细信息

竖缝式鱼道(VSF)是目前最常见的鱼道形式,为提高VSF的过鱼效率,将VSF的边壁改进为曲线型。基于cfd数值模拟和二维粒子图像测速仪实测流速,验证了常规VSF及改进曲线型VSF中的水流流场分布,从流速、流态的角度对比分析了两种不同边壁形式的VSF水流特性。通过过鱼试验对比分析了上溯历时与通过率的差别。结果表明,改进曲线型VSF水力特性较好,对试验鱼上溯起到促进作用,并且改进曲线型VSF平均过鱼时间短,仅为常规VSF的58.3%,上溯成功率较常规VSF提高了32.5%。可见常规VSF通过池室边壁的线型改造可提高过鱼效率。

关键词：竖缝式鱼道 cfd数值模拟粒子图像测速技术流场上溯

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水流冲击多段滞留气团的三维数值模拟

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排灌机械工程学报 2021年第3期39卷 264-269页

作者：卢坤铭周领刘静河海大学水利水电学院江苏南京210098

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维cfd方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计... 详细信息

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维cfd方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维cfd模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分.

关键词：瞬变流输水管道 cfd数值模拟水气耦合滞留气团

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基于双碳目标下居住建筑自然通风设计研究

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建筑技术 2024年第17期55卷 2092-2095页

作者：王江丽王璐晗河南科技大学土木建筑学院河南洛阳471003 河南科技大学建筑能源与热科学技术研究所河南洛阳471003 河南省建筑环境控制与安全工程研究中心河南洛阳471003 建筑安全与环境国家重点实验室北京100013 中铁十五局集团第三工程有限公司成都611756

建筑若存在夏季通风不畅的现象,则会增加空调能耗。以河南科技大学家属院某户为研究对象,利用cfd数值模拟软件对室内风速和空气龄进行分析,并对室内现有风环境存在的问题提出居住建筑自然通风设计方案。结果表明:通过优化建筑平面和通... 详细信息

建筑若存在夏季通风不畅的现象,则会增加空调能耗。以河南科技大学家属院某户为研究对象,利用cfd数值模拟软件对室内风速和空气龄进行分析,并对室内现有风环境存在的问题提出居住建筑自然通风设计方案。结果表明:通过优化建筑平面和通风构件的方式增加室内热压通风,优化方案室内平均风速增加了0.12 m/s,提升了室内风舒适度;在自然通风条件下对7月空调制冷能耗进行模拟分析,优化方案中空调制冷能耗降低了4.1%。

关键词：室内风环境 cfd数值模拟热压通风空调能耗

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