检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：吴松恒西安建筑科技大学

学位级别：博士

对于山谷城市而言,因地形屏障效应和逆温现象所引起的高频静稳天气状态,会造成非常不利的大气扩散条件以及有限的环境容量,导致雾霾和热浪天气频发。此时,山坡风和城市热岛环流两种中尺度流动的耦合作用是山谷城市通风的基本模式,主导... 详细信息

对于山谷城市而言,因地形屏障效应和逆温现象所引起的高频静稳天气状态,会造成非常不利的大气扩散条件以及有限的环境容量,导致雾霾和热浪天气频发。此时,山坡风和城市热岛环流两种中尺度流动的耦合作用是山谷城市通风的基本模式,主导着城市区域热量和污染物的消散。国内外学者关于山坡风和城市热岛环流进行了大量的研究,但是将二者耦合的研究并不多见。静风天气遇到较为稳定的大气层结会形成静稳天气,此时山谷城市的通风机制尚不明晰,因此有必要对此进行深入研究。相关研究将会为如何解释及消减山谷城市的雾霾及暖化现象提供科学的理论依据,对城市及工业园区的规划选址也具有重要指导意义。基于相似理论设计搭建了山谷城市中尺度流场流体动力学水槽实验平台,建立了山谷城市大气稳定层结的水槽实验及数值模拟营造方法。对适用于等截面水槽的“Oster双罐法”和变截面水槽的“Hill双罐法”两种线性密度分层营造方法进行归纳总结,结果表明在密度分层强度和水平截面积随高度变化规律确定的前提下,密度分层的营造只取决于盐水与清水的初始密度差以及盐水的初始体积。借助用户自定义函数实现了密度分层的营造,并选取剪切应力输运k-ω(SSTk-ω)模型作为数值模拟的湍流模型及近壁处的处理方式,实现了对水槽实验的数值仿真。通过对不同假设条件下的山坡风理论模型和城市热岛环流理论模型进行总结分析,明确了静稳天气条件下山谷城市中尺度流动的主要影响因素。以平原城市等温层结工况为基础,逐步附加考虑稳定层结、山谷及其衍生的山坡风的影响,最终形成了 7种代表性工况,并借助激光诱导荧光(LIF)技术对相应的流动模式进了揭示。为进一步研究不同背景分层强度下城市热羽流的流态特征变化以及不同山谷城市形态对中尺度流场特性的差异性影响奠定了理论基础。采用水槽实验与“数值水槽”模拟相结合的方法,以背景分层强度为控制变量,对山坡或山坡风作用下城市热羽流的流态特征变化进行研究。关于高、低纵横比城市热羽流的演变,首先借助城市中心混合高度与城市直径的比值(zic/D)与弗劳德数(Fr数)之间的关系式(zic/D=A·Fr),实现了不同情形下城市中心混合高度的量化对比。研究还得到下坡风作用时,高、低纵横比热羽流转换的临界弗劳德数Frc。关于有限厚度逆温层的瓦解,研究发现了两种流态特征,也即双羽流结构和单羽流结构,双羽流结构作为逆温层瓦解的前序状态,横断于其上、下部羽流之间的逆温层仍然对热量的消散发挥着限制作用。研究表明,上坡风作用有利于逆温层的瓦解,而下坡风则相反。逆温层的瓦解,最大可使城市冠层表面换热系数提升35.44%。采用“数值水槽”模拟方法,分别以谷底宽度与城市直径的相对大小(R=W/D)以及城市的几何形态为控制变量,对不同山谷城市形态对中尺度流场特性的差异性影响进行探究。研究发现,城市的扩张(R值的减小)会导致城市区域风速减弱,同时还会导致城市冠层表面换热系数的降低,但是当下坡风作用时上述结论不再成立。如果想要有效利用下坡风改善城市区域热环境,需要城市直径达到山谷宽度的1/3以上。对比分析了条带状、方形、菱形以及圆形四种城市布局的城市中心混合高度和城市边缘风廓线的变化规律,以条带状和方形两种城市布局对大气扩散最为有利。研究同时还发现,下坡风对城市热环境的调节,在各种城市布局下都有优异的表现。

关键词：静稳天气山谷城市通风机制中尺度流动水槽实验

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

北京冬季严重污染过程的PM2.5污染特征和输送路径及潜在源区

引用

中国环境科学 2016年第7期36卷 1931-1937页

作者：王郭臣王东启陈振楼华东师范大学地理科学学院地理信息科学教育部重点实验室上海200241

对北京2015年11月26日~12月2日出现的 PM 2.5严重污染过程进行研究,分析了此次事件的污染特征和气象条件,结合 HYSPLIT模型,用聚类方法对研究期间抵达北京的地面（500m）和高空（3000m）逐时72h 气流后向轨迹聚类,并分析了地面和高空方... 详细信息

对北京2015年11月26日~12月2日出现的 PM 2.5严重污染过程进行研究,分析了此次事件的污染特征和气象条件,结合 HYSPLIT模型,用聚类方法对研究期间抵达北京的地面（500m）和高空（3000m）逐时72h 气流后向轨迹聚类,并分析了地面和高空方向上气流轨迹对北京 PM 2.5浓度的影响.运用潜在源贡献因子分析法和浓度权重轨迹分析法分别模拟了此次 PM 2.5的主要潜在源区.结果表明,研究期间,北京PM 2.5小时均浓度数值变化较大.低温,高湿度和微风为北京 PM 2.5严重污染过程的出现创造了适宜条件.不同方向气流轨迹对北京 PM 2.5的影响在空间上存在显著差异.西北方向气流是影响北京 PM 2.5浓度的主要气流轨迹,而地面来自南部的气流对北京 PM 2.5浓度的影响也不能忽视.对北京 PM 2.5的 WPSCF 和 WCWT 分析表明,蒙古国中西部、新疆东部、内蒙古中西部、山西北部、河北和山东北部对北京 PM 2.5质量浓度贡献分别在0.7,200μg/m3以上,表明这些地区是影响此次北京 PM 2.5的重要潜在源区.

关键词： PM 2.5 污染特征轨迹聚类潜在源区 PM2.5

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

武汉城市内湖中典型污染物的环境行为及风险评估

武汉城市内湖中典型污染物的环境行为及风险评估

引用

作者：王俊冷一非王文锋葛湖北工业大学中国科学院武汉植物园

该项目所属环境科学领域。“江城”武汉，作为长江经济带核心城市，随着工业化和城市化发展，点面源污染负荷日趋严重，对长江生态环境安全造成冲击。项目紧扣国家长江大保护战略部署，以武汉中心城区大型湖泊以及长江干支流主要饮用水... 详细信息

该项目所属环境科学领域。 “江城”武汉，作为长江经济带核心城市，随着工业化和城市化发展，点面源污染负荷日趋严重，对长江生态环境安全造成冲击。项目紧扣国家长江大保护战略部署，以武汉中心城区大型湖泊以及长江干支流主要饮用水源地为研究对象，依托国家自然科学基金、中国科学院人才和重点项目及湖北省自然科学基金项目，采用多学科交叉方式，历时数年，在城市湖泊中污染物来源、环境行为及生态健康风险与修复等方面开展了系统深入的研究，取得了一系列创新性成果： 1.通过原位分析手段，揭示了武汉湖泊群中典型污染物的时空分布、迁移转化规律及控制因素，确立了武汉城市湖泊群中典型污染物区域源清单、为城市湖泊水环境污染修复方案的提出积累了前期数据。 2.揭示了有机污染物在多环境介质中的循环过程及模型，探讨其主要的迁移转化规律，阐明有机污染物在水环境中微生物降解机理，为研究城市湖泊不同介质中有毒污染物的迁移、转化及环境归宿提供了重要的理论依据。 3.通过野外调查与室内模拟实验相结合，构建了新的城市内湖水环境生态毒理学预测模型，阐明了不同水环境条件下单一及复合有毒污染物对生物体可能产生的生态毒理效应，为城市内湖水环境不同复合污染状况条件下的生态修复方案的提出奠定了理论基础。该项目创新成果得到国内外专家的高度认可，研究分别在科学网、新华网、搜狐、网易、长江日报等国内多家媒体跟踪报道，被英国前首相特蕾莎·梅给予高度肯定。申请者发表SCI论文100余篇，其中与项目相关的高水平论文38篇。5篇代表性论文，包括Science of the Total Environment1篇，Journal of Hazardous Materials1篇，Chemosphere1篇，环境化学1篇，环境科学1篇，它引总数为270，单篇最高它引145次，1篇入选ESI前1％高被引论文，被多位专家学者正面引用。

关键词：水环境污染修复生态毒理学微生物降解机理

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于LUR模型下PM_(2.5)浓度的空间分布模拟分析

引用

大气与环境光学学报 2022年第3期17卷 347-359页

作者：杨明亮朱宗玖安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

PM_(2.5)是大气重要污染物之一,模拟PM_(2.5)浓度空间分布对于大气污染防治具有重要意义。将土地利用回归模型(LUR)应用到安徽省污染较重的皖北地区,以监测点为中心,建立半径分别为0.5、1、1.5、2、3、4、5 km的缓冲区,结合土地利用因... 详细信息

PM_(2.5)是大气重要污染物之一,模拟PM_(2.5)浓度空间分布对于大气污染防治具有重要意义。将土地利用回归模型(LUR)应用到安徽省污染较重的皖北地区,以监测点为中心,建立半径分别为0.5、1、1.5、2、3、4、5 km的缓冲区,结合土地利用因子、道路因子、污染源因子、气象因子、高程因子及人口因子共105个变量,建立了该地区四季和年均LUR模型,并通过留一交叉互验,验证了模型精度。结果表明:研究区PM_(2.5)浓度受草地、湿地、降水量、相关湿度、气压、风速、二级公路、三级公路、废气污染企业、人口数量影响较大。调整R^(2)分别为0.828(春)、0.731(夏)、0.831(秋)、0.775(冬)、0.892(年均);均方根误差(RMSE)分别为6.34μg·m^(-3)(春)、7.01μg·m^(-3)(夏)、6.28μg·m^(-3)(秋)、6.71μg·m^(-3)(冬)、5.33μg·m^(-3)(年均);模拟精度R^(2)分别为0.825(春)、0.730(夏)、0.834(秋)、0.772(冬)、0.897(年均),模型表现良好,解释力强。从模拟的PM_(2.5)浓度空间分布可以看出,不同季节呈现明显不同的空间分布特征,这与来自北方的大量污染颗粒物、当地的煤矿开采以及秋耕秸秆燃烧等潜在污染源有关。

关键词： PM_(2.5) 土地利用回归模型空间分布皖北地区

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于水槽实验的山谷城市污染物浓度场量化研究

基于水槽实验的山谷城市污染物浓度场量化研究

引用

作者：曹嘉璇西安建筑科技大学

学位级别：硕士

静风逆温条件下,山谷城市区域的大气污染物扩散主要依靠其内部的局地热力环流进行,也即斜坡流和城市热岛环流。作为城市区域中的一种典型污染源,工业园区无组织排放在山谷城市局地热力环流驱动下的扩散极具代表性,相应的规律特性尚不得... 详细信息

静风逆温条件下,山谷城市区域的大气污染物扩散主要依靠其内部的局地热力环流进行,也即斜坡流和城市热岛环流。作为城市区域中的一种典型污染源,工业园区无组织排放在山谷城市局地热力环流驱动下的扩散极具代表性,相应的规律特性尚不得而知。如果能对此进行揭示,将会对雾霾现象及问题科学合理的解释和治理有重要意义。对复杂地形上污染物扩散的研究,大多数学者采用实地测量和数值模拟这两种研究方法,但是由于前者得到的数据较为片面、离散,难以得到规律性的结果,而后者则会因为受制于网格精度、湍流模型等多种影响因素,同样难以得到可靠的计算结果,二者都有相当大的局限性。实验室水槽实验因其拥有可精确控制实验条件、易于再现、实验周期短等诸多优点,已被证明是研究城市尺度流动的有效手段。利用水槽实验对山谷城市局地环流作用下的污染物扩散进行模拟研究,可以观察到污染物的运动轨迹,如果能进一步借助定量化的测量手段,可以实现对浓度场的量化分析。本文基于山谷城市局地环流水槽实验平台,采用平面诱导激光(PLIF-Planar Laser-induced Fluorescence)技术和MATLAB图像处理技术相结合的浓度量化方法,对单侧临山城市局地环流作用下污染物的扩散规律进行定量分析。实验采用盐水分层模拟稳定大气层结状态,罗丹明6G溶液作为示踪物质模拟污染物并被连续释放在准稳态流场中,通过特定波长激光的照射下,在流场待测平面上诱导示踪物质罗丹明6G发出荧光,即可利用s CMOS数字相机记录下示踪物质的运动轨迹。根据荧光强度(灰度)与浓度之间的转换关系,借助MATLAB图像处理程序可获得二维平面上的浓度分布。本文分别对中性层结和稳定层结大气条件下平原城市和单侧临山城市的污染物扩散规律进行量化研究。经过10组工况的分析对比,发现逆温层的存在大幅度抑制了垂直方向上的污染物扩散,污染物所能达到的最高位置显著低于中性层结,这一高度被称为混合高度,它在很大程度上决定了大气环境容量。山坡地形对城市热岛环流的横向发展具有阻碍作用,使城市热岛环流中心位置向山坡侧移动了城市直径的1/8。日间上坡流增加了混合高度,有利于城市污染物在垂直方向上的扩散,同时上坡流作用使城市热岛环流中心位置向山坡侧移动了城市直径的1/4。单纯上坡流作用下的混合高度是与城市热岛环流共同作用下的1.2倍,城市热岛环流的存在降低了上坡流的混合高度。山谷城市日间局地环流作用下,城市热岛环流的出流以及上坡流的回流中存在“滞留区”,使得污染物在该区域大量累积难以扩散。

关键词：山谷城市局地环流水槽实验污染物扩散浓度场量化

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高温工业厂房局部排风系统性能影响因素研究

高温工业厂房局部排风系统性能影响因素研究

引用

作者：王舒宁大连理工大学

学位级别：硕士

工业生产过程会产生大量余热、水蒸气、气体污染物和粉尘等有害物质,余热常常伴随着气体污染物或粉尘同时发生,造成高温污染物。这不仅对生产的产品质量产生影响,还会对作业工人的身心健康产生巨大危害。随着工业进程的加快,工业污染问... 详细信息

工业生产过程会产生大量余热、水蒸气、气体污染物和粉尘等有害物质,余热常常伴随着气体污染物或粉尘同时发生,造成高温污染物。这不仅对生产的产品质量产生影响,还会对作业工人的身心健康产生巨大危害。随着工业进程的加快,工业污染问题日益严峻。工业污染的源头是生产过程中的生产设备,在设备产生污染物的同时马上进行捕捉并处理污染物是管控污染物排放的一种经济有效的方式。通常利用局部排风系统捕集有害物质经过净化后再排放到室外。而在实际工厂内,不仅有局部排风系统,还有厂房的整体通风,整体通风的过程中会产生背景风影响排风罩的抽吸作用,从而降低排风罩捕集效率。本文总结了国内外浮射流、排风罩和工业污染物的研究现状。通过搭建高温实验台分别进行了排风机关闭,排风机开启以及有背景风时的局部排风系统三类实验,分别获得气流速度,温度和气态污染物浓度的点阵实验数据并分析,为模拟计算提供详尽的实验数据。并使用经过实验验证的模拟计算模型进一步研究改进局部排风系统的设计方法。研究表明:操作台有热源且排风机未开启时,由于浮力的加速作用,操作台上方气流速度随着高度的升高先增大后减小,在操作台上方0.2-0.3m处风速最大,而高度继续增加,风速逐渐减小。排风机开启且操作台无热源时,操作台上方的气流速度先逐渐减小,在距离操作台出口0.3m左右达到最小值后逐渐增大;排风机开启且操作台热源温度较低时,操作台上方气流速度先逐渐增大,在距操作台出口0.2m处达到最大值后逐渐减小,而在接近排风罩口时又逐渐增大;排风机开启且操作台热源温度较高时,操作台上方气流速度随着高度的增加一直增大。操作台的热源形成的上升气流对二氧化碳传输与扩散有明显影响,有热源情况下排风罩对二氧化碳的捕集效率更高。背景风令温度场和污染物浓度场整体向背景风下游偏移,导致污染物少量散溢,但操作台中心区域的空气温度和气体污染物浓度比无背景风时稍大。本文进一步研究了背景风对于排风罩捕集效率的影响。背景风较大时会影响排风罩的捕集效率,背景风大小和方向不变时,排风罩的捕集效率随着排风量的增大而增加,但捕集效率存在上限。结合模拟计算与热物理分析提出了有背景风和浮射流干扰情况下污染物传递横向偏移距离的计算公式,为有背景风和浮射流影响情况下排风罩的设计计算提供了依据。

关键词：高温污染物浮射流排风罩背景风捕集效率

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

跳台滑雪模拟跳跃训练的生物力学研究现状与进展

跳台滑雪模拟跳跃训练的生物力学研究现状与进展

引用

2024年国际竞技体育生物力学论坛暨第二十三届全国运动生物力学学术交流大会

作者：亓朔于经伦山东体育学院运动与健康学院上海体育大学运动健康学院

研究目的:跳台滑雪户外实际山跳因气候环境、场地规格、缆车运输等原因,冬季训练次数较少,大约每人每小时仅能完成4次跳跃。因此运动员通常采用室内模拟跳跃训练,并在模拟跳跃中获得更多的反馈经验以优化实际的跳台技术,而不是实际的山... 详细信息

研究目的:跳台滑雪户外实际山跳因气候环境、场地规格、缆车运输等原因,冬季训练次数较少,大约每人每小时仅能完成4次跳跃。因此运动员通常采用室内模拟跳跃训练,并在模拟跳跃中获得更多的反馈经验以优化实际的跳台技术,而不是实际的山跳。研究对近30年涉及跳台滑雪模拟跳跃的文献进行归纳总结,探讨跳台滑雪模拟跳跃与实际山跳之间的差异性和一致性,并提出研究未来可能的发展方向,旨在为教练员的训练指导以及备战2026米兰冬奥会提供理论依据。研究方法:以跳台滑雪、模拟跳跃为检索词,于中国知网、万方数据知识服务平台、Web of Science核心合集、美国国家生物信息中心NCBI、百链Medalink等文献检索平台上进行检索,检索范围涉及期刊论文、硕博学位论文、会议论文等。研究结果:模拟跳跃与实际山跳之间的差异性一直被学者所关注。Virmavirta研究团队较早对模拟跳跃开展研究,通过足底压力鞋垫和下肢肌电图测量对户外实地(跳台鞋)、室内模拟(训练鞋)、室内模拟(跳台鞋)三种条件下的起跳动作进行分析,发现鞋装备是造成实际山跳和模拟跳跃之间存在差异的主要因素。与训练鞋相比,跳台鞋内偏硬的轴体结构会限制足踝的背屈活动,影响运动员蹬伸时垂直方向上力的释放,降低起跳的垂直速度及合速度。与模拟跳跃动作模式相比,实际山跳在起跳早期时脚趾处压力较大,而在起跳后期时足跟处压力较大,腓肠肌始终处于一种低激活的状态。因此考虑到跳台鞋对踝关节活动度的限制,为获得更好的起跳效果,应更强调髋、膝伸肌的作用,同时要注重这种压力转移和肌动力上的差异,避免模拟起跳与实际山跳之间可能存在的负向迁移。Virmavirta还发现实验条件和实际条件下的模拟起跳时间并不一致,实验条件约为800ms,而实际条件只有300ms左右,明显更短。通过风洞实验结果发现气动升力是通过减轻载荷来辅助起跳的,当起跳力与气动升力方向相同时,就会进一步减少起跳时间,从而导致上述时间差的产生。同时Virmavirta在研究中指出只有踝关节完成更有力的背屈,雪板才能被调整到更合适的飞行位置,虽然这会改变足底压力的分布,即更强调足后部力的贡献,但从总体上看模拟跳跃中穿戴雪板并不会对起跳力产生太大影响。因此推荐在风洞训练中使用雪板会更符合真实的运动状态。Ettema等和Ketterer等认为除滑行速度、空气阻力等边界条件不同外,最主要差异还有雪板和滑道之间的摩擦力。固-液混合冰浆铺设的滑道表面摩擦系数低,这种低摩擦力会导致蹬伸产生前向力时雪板向后滑动,这与从一个固定平台上起跳截然不同。提示从可滚动的平台上进行模仿跳跃会比从固定平台上跳跃的训练效果更好。Lorenzetti等对三种平台条件下(4°滚动,水平滚动,固定)模拟跳跃动作的力-时曲线和下肢关节运动特征进行分析,同样判断在从水平的滚动平台上进行模拟跳跃与实际山跳动作模式最为接近。跳台训练中的模拟跳跃与实际山跳之间的一致性需要被考虑。除模仿跳跃外,深蹲、跳深等类似实际山跳的训练方式被普遍应用。Pauli等通过对比以上三种动作模式的运动学、动力学参数,发现高的起跳速度垂直分量似乎比峰值力更为重要,这主要体现在膝关节的快速伸展。同时膝关节在伸展过程中不应出现外翻现象,应将爆发力以最佳形式转化为起跳释放速度。Lorenzetti等和Go?a?等同样通过比较深蹲、模拟跳跃、实际山跳的动作模式,指出实际山跳的下肢峰值力负载率(压力增加的速度)要更高。提示在保持起跳动作前向性和对称性的前提下,力负载率应是模拟训练的重点,目的是让运动员可以最大程度地去模仿在跳山上的实际起跳动作。研究结论:针对模拟跳跃与实际山跳之间的差异性和一致性应进行更多的科学研究,建议在模拟跳跃的训练中可以建立小型的跳山场地结构或简易的可滚动平台装置,或者应用肌肉骨骼建模仿真技术深入分析起跳过程中的肌动力特征,丰富跳台训练内容,形成更具针对性和有效性的正向反馈。

关键词：跳台滑雪模拟跳跃实际山跳

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

多型电极结构下电除尘器内电流体动力学和细粒子动力学特性研究

多型电极结构下电除尘器内电流体动力学和细粒子动力学特性研究

引用

作者：沈恒东华大学

学位级别：博士

近10年来,随着社会和经济迅速发展,中国区域的大气环境问题日益突出,多个重点经济区域的霾污染出现了高频率和持续时间长的特征,环境保护、尤其是细颗粒物(PM2.5)污染的控制已成为公众关注的焦点之一。作为主要工业废气净化装置,电除尘... 详细信息

近10年来,随着社会和经济迅速发展,中国区域的大气环境问题日益突出,多个重点经济区域的霾污染出现了高频率和持续时间长的特征,环境保护、尤其是细颗粒物(PM2.5)污染的控制已成为公众关注的焦点之一。作为主要工业废气净化装置,电除尘器已成为净化烟气中颗粒物应用最广泛的高效除尘设备之一。但应用表明,电除尘器对于尺度在0.1μm至1μm范围内的亚微米粒子和超细颗粒(粒径小于0.1μm)的捕集效率较低。由于在霾污染治理中对工业PM2.5排放浓度的控制变得日益严格,故有效提高净化设备对细粒子的捕集效率是这类净化设备目前面临的重要挑战。考虑到电极结构和布置是影响电除尘器除尘效率最基本、最重要的参数,电除尘器通道内的电气分布和EHD流动对粒子的荷电、迁移和捕集产生直接的影响。因此,本文采用数值模拟与实验验证相结合的方法,对多型电极结构下电除尘器内的电气、EHD流动特性和带电粒子动力学特性及三者间的复杂耦合效应进行了详细的分析和讨论。本文在发展和改进异形电极结构电除尘器内电气特性物理模型的基础上,通过数值模拟的方法,采用自编C++程序,严格求解了复杂边界条件下通道内的电场和空间电荷分布,并比较了7种电晕放电的计算模型。利用已验证可靠的迭代模型,对6种放电极结构和5种收尘极结构情况下电除尘器内电气特性分布进行了深入细致的分析。结果表明,放电极结构导致的电晕特征决定着空间电荷分布的细节,对于所研究的6种实际放电极结构,通道内存在两种不同的空间电荷分布形式。收尘极的板型对近板电气特性的影响显著,特别是板面的凹凸变化(弯折)处极易导致板面电场强度峰值的急剧变化。其中波形板对近板电场强度和电荷密度分布均有削峰作用;与其他板型相比,棒帷式收尘极的近板电荷密度峰值最大。通道内的电气特性主要取决于放电极结构的形式,而收尘极附近的电气特性则更多地受收尘极板型的影响。三电极电除尘器内的辅助电极具有明显的电荷屏蔽作用,在通道入口处布置辅助电极将不利于进入通道的粉尘粒子的迅速荷电。放电过程产生的离子风与主流流动间的耦合作用,将导致电除尘通道内湍流流动状态变得更复杂。本文采用用户自定义函数(UDF)与FLUENT程序中的湍流流动模型耦合,利用实验数据测试了9种湍流模型的适用性和可靠性。在验证模型的基础上,系统模拟了多种放电极结构和收尘极结构组合的情况下,电除尘器内电风作用下的电流体(EHD)湍流耦合流动形式。结果发现,放电极和收尘极附近均存在影响粒子荷电与捕集的局部涡流结构。放电极附近靠近通道中心的涡旋强度和作用范围大于靠近收尘极壁面的局部二次流,通道中心的涡旋将挤压一次流动向板面靠近,其中刀形放电极驱使一次流动向板面的靠近程度最强,Star-2型和方形两种放电极导致的涡旋强度仅为其他四种放电极的一半。在较低的通道入口风速下(0.5 m/s),5种板型的通道中均存在明显的二次流结构,并分布在紧邻收尘极板面附近的区域,但相同电气和流动参数下,波形板与其他板型相比,二次流区域最宽、旋转强度最强,且放电极附近的局部流速最高。当流速增加至正常风速(1 m/s)时,与其他板型相比,C型板通道内电风效应仍将存在,并会加速主流流动,而波形板通道中的电风效应将变弱。对于棒帷式极板,若通道入口处放电极上游未布置辅助电极,则通道中心处的含尘气流被电风二次流挤压向收尘极流动。相反,对于出口处放电极下游未布置辅助电极的情形,在通道中心,含尘气流被电风沿主流流动方向加速排出。对于通道内的粒子输运,可采用Lagrangian法和Eulerian法两种数值方法,模拟了带电粒子在电除尘通道内的动力学过程。首先,基于上述电气和流动模型,采用Lagrangian法分别模拟了6种放电极结构和5种收尘极结构情况下电除尘器内粒子的输运特性。结果显示,放电极下游的中心涡旋使含尘气流向收尘极壁面驱进,将有利于荷电粒子的捕集;收尘极壁面附近的涡旋则将一次流动向下游推离,不利于粒子沉积。对于亚微米粒子和超细颗粒,6种放电极在通道中心产生的局部涡对粒子捕集效果的改善明显大于壁面涡旋的作用,其中刀形放电极结构的中心涡旋对提高细粒子的捕集效果最显著。但当粒径小于0.1?m时,进入放电极下游涡旋内的粒子会明显增多,而中心涡旋结构对细粒子向壁面的驱进作用会减弱。收尘极壁面附近的涡旋对粒子捕集存在不利影响,其中C型板的影响最为严重,平板和棒帷式收尘极的影响最小。与平板型收尘极通道结构相比,当风速较低(0.5 m/s)时,因波形板通道内的电风作用区域大,故对0.2至1?m的粒子的捕集效率最低;在通常的运行风速下(1 m/s),波形板通道中,收尘极板面附近大部分区域的流动处于低速区,将会改善粒子沉积和捕集效果。与Lagrangian法相比,Eulerian法有耗时短、对计算系统硬件要求相对低、适合模拟超细粒子运动行为等优点,在工程中

关键词：电除尘器除尘效率电极结构电气特性 EHD流动

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

管控措施对区域空气质量的影响——基于数值同化的模拟研究

管控措施对区域空气质量的影响——基于数值同化的模拟研究

引用

作者：王利强浙江大学

学位级别：博士

环境空气质量的改善很大程度上依赖于人为大气污染物排放管控。我国政府制定并出台了一系列大气污染物排放管控措施(以下简称“管控措施”)。管控措施大致可以分为三类:第一类是针对污染物排放较大行业的管控措施,第二类是长效管控措施... 详细信息

环境空气质量的改善很大程度上依赖于人为大气污染物排放管控。我国政府制定并出台了一系列大气污染物排放管控措施(以下简称“管控措施”)。管控措施大致可以分为三类:第一类是针对污染物排放较大行业的管控措施,第二类是长效管控措施,第三类是应急管控措施。污染物排放较大行业主要包括火电,钢铁,石化,水泥,有色金属和化工等。长效管控措施则不局限于某种行业,而是全面的,系统的整体减排管控。此外,为保障重大政治经济活动时的空气质量或者应对突发事件而采取的应急管控措施也会直接或者间接对空气质量产生一定的影响。管控措施对空气质量的影响是学者和政策决策者所关注的。传统研究管控措施对空气质量影响的方法是“自下而上”的,基本思路是根据管控措施调整人为源大气污染物排放清单(以下简称“排放清单”),得到调整排放清单后的空气质量模拟结果,然后和未调整排放清单的模拟结果进行对比,从而获得管控措施对空气质量的影响。“自下而上”的方法具有十分清晰的管控路径,因此其应用十分广泛。但不可否认的是这种方法存在一定的不确定性,特别是在对应急管控措施的研究中。因此构建更加准确的管控措施对空气质量影响的评价方法是十分迫切和必要的。本论文的第一部分采用“自下而上”的方法进一步论证了京津冀地区燃煤电厂已采用的及拟采用的管控措施对该地区空气质量的影响及燃煤电厂对北京市空气污染的贡献率。研究结果表明:1)双向耦合的WRF-CMAQ模式能够较好的捕捉京津冀地区PM的时空演变规律(NMB=19.6-26.6%);2)已实施的管控措施能够使北京市PM,PM,NO和SO年平均浓度降低5.3-6.3%;3)拟实施的管控措施能够进一步改善北京市冬季的空气质量,使北京市冬季的PM,PM,NO和SO浓度降低8.6-14.8%;4)京津冀地区燃煤电厂对北京市冬季大气污染物的贡献率分别为23.8%(PM),24.0%(PM),23.0%(NO),23.1%(SO)和37.6%(CO);5)京津冀地区其他城市的空气质量对这些管控措施的响应是相似的;6)PM浓度降低的空间分布和该地区燃煤电厂的空间分布具有较高的相关性。这一部分研究论证了“自下而上”的方法研究管控措施对空气质量的影响具有很好的可解释性。本论文的第二部分初步构建并评估了“自上而下”的管控措施对空气质量影响的评价方法。该方法主要包括两种,一种针对长效管控措施,一种针对应急管控措施。该方法的基本思路是首先获得各种因素共同作用下空气质量的改变情况,之后剔除气象因素、模式不确定因素等各种因素对结果的影响,最终获得管控措施对空气质量的影响。该方法的核心问题是利用监测数据对模式结果进行同化以获得准确的模拟结果。本研究利用长三角地区2019年冬季相对于2016年冬季PM浓度的变化构建了针对长效管控措施的评价方法。研究发现:1)长三角地区2019年冬季相对于2016年冬季PM浓度显著下降,特别是在长三角地区的大城市,如上海(～29%),杭州(～26%),南京(～29%)和合肥(～22%);2)气象因素加剧了长三角地区PM污染(约12μg/m,15%);3)PM浓度降低的空间分布和该地区污染物排放的空间分布存在较高的相关性。此外,本研究利用2016年杭州G20峰会采取的应急管控措施构建了针对应急管控措施的评价方法。研究发现:1)2016年杭州G20峰会期间,G20峰会举办地杭州市的PM浓度下降最为显著,超过50%;2)长三角地区其他城市由于应急管控措施的执行力度,执行效率和本地排放等原因,PM浓度下降程度不如杭州市,如上海(～26%),南京(～33%)和合肥(～24%);3)利用杭州市在应急管控措施和长效管控措施下PM浓度下降之比,外推出长三角地区其他城市PM的减排潜力。本论文的第三部分对第二部分初步构建的评价方法进行优化,利用优化后的评价方法研究2020年初疫情管控措施对空气质量的影响。并在此基础上预测了电动汽车全面推广对我国各地级及以上城市空气质量(NO和PM)的影响。为了遏制COVID-19疫情的扩散,我国政府实施了全面封城措施。全面封城的主要措施之一是交通出行限制。这是一场史无前例的机动车排放控制地球工程实验。研究发现,交通流量变化与地面NO和PM浓度变化存在线性关系(相关系数=0.491-0.626)。本研究利用发现的线性关系构建模型,推测出电动汽车的全面推广能够使我国中部和东南部大部分地区的PM浓度下降30-70%。北京市和天津市由于其周边工业排放的存在,PM浓度降幅较小(10-20%)。NO在不同地区的潜在降幅为40-90%。这一发现为我国大气环境改善政策的制定提供了方向,同时为向再生能源转型提供了有利的证据。

关键词： PM2.5 NO2 WRF-CMAQ 数据同化排放管控措施燃煤电厂

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟

高压缩比点燃式天然气发动机性能优化策略研究及数值模拟

引用

作者：张士亨湖南大学

学位级别：博士

随着汽车工业的发展和人口的大量增长,汽车保有量越来越大,能源危机和环境污染都引起了人们的重点关注,能源短缺危机和环境问题的日益加重迫使人们投入大量人力财力来寻找一个可替代的清洁能源来作为内燃机的替代燃料,摆脱对原油的依赖... 详细信息

随着汽车工业的发展和人口的大量增长,汽车保有量越来越大,能源危机和环境污染都引起了人们的重点关注,能源短缺危机和环境问题的日益加重迫使人们投入大量人力财力来寻找一个可替代的清洁能源来作为内燃机的替代燃料,摆脱对原油的依赖。天然气便是一种很有发展潜力的内燃机替代能源,它与汽油、柴油这些传统统内燃机燃料相比具有氢碳比高,燃烧热值高等优点,但由于其火焰传播慢,热效率低等缺点,导致其多年来并未受到市场的青睐。人们对天然气发动机的研究还大多停留在柴油机或汽油机的改造与调参,并未从其物理化学性质,内燃机设计参数和运行参数综合考虑其各个变量的规律,为天然气发动机的节能减排工作留下很多的挖掘空间。为弥补上述对天然气发动机研究的不足,本研究采用试验结合CFD多维模型仿真的方法从三种不同的策略改进缸内天然气的燃烧速度,并对天然气发动机燃烧、排放性能进行了综合性研究,提升热效率,增加节能减排的潜力。首先对一台稀燃天然气发动机进行了改造,在原有的天然气供给系统的基础上增加一套供气系统,用于除天然气外的其他气体的掺混,并按照试验规范对发动机开展了不同转速,不同负荷和两种不同燃料和掺混的稳态试验,测量并计算了各个工况的燃烧特征参数和排放性能,得到了不同纯度天然气、不同掺氢分数,不同二氧化碳分数的发动机燃烧和排放性能的变化规律,分析其差异的原因和影响。然后,对不同组分天然气混合气一维层流火焰进行了模拟,通过层流火焰结构的分析,层流火焰速度的计算,影响层流火焰速度的化学反应动力学基元反应的敏感性提取,探究了CO2稀释、H2掺混以及天然气中甲烷和乙烷、丙烷、正丁烷比例不同对层流火焰速度的影响。此外,建立了包括详细的进气口和排气口的三维（3D）全尺寸燃烧室,并使用三维建模技术对原始燃烧室进行了设计和调整,对不同的燃烧室,双火花塞点火模式进行了仿真模拟。最后对本文所用的三种提高燃烧速度策略对发动机燃烧和排放性能的影响进行了对比分析,选择了双火花塞点火的燃烧方式,并针对其Nox排放,分别模拟了4种不同EGR比的工况,以EGR限制燃烧放热率,平衡NOx排放和燃油经济性。论文的研究结果表明:（1）与经过提纯的液态甲烷气（LMG）相比,液化天然气（LNG）的燃烧速度较快,但差异都出现在小负荷工况,随转速和负荷提升,燃烧速度间的差异越来越小。由于LNG纯度问题在大负荷下发动机会由于爆震推迟点火提前角,降低热效率。在排放方面,由于LNG燃烧速度较快,燃烧温度较高,NOx排放水平略高于LMG,并且随着负荷的增加而加大。HC方面LNG和LMG没有明显差异,LNG在某些工况下HC排放稍大于LMG。（2）掺氢可以大大增加天然气发动机的混合气的燃烧速度,随着氢气体积分数的增加,50%燃烧曲轴角提前,10%-90%燃烧持续期缩短,有效热效率上升,NOx排放提升迅速,而HC排放量随氢气体积分数的增加而下降。燃烧混合气中二氧化碳的体积分数的增加减缓了燃烧速度,也使得发动机NOx排放大大降低。（3）在甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷四种烷烃中,相同外部条件下,乙烷的层流火焰速度最高,甲烷的层流火焰速度最低,丙烷和正丁烷的层流火焰速度相差很小。当甲烷分别和乙烷、丙烷和正丁烷掺混时,随着甲烷摩尔分数的降低,乙烷对混合气的层流火焰速度提升最为明显。并且在甲烷-乙烷混合气中,在乙烷摩尔分数小于40%时,层流火焰速度提升最为显著,并且其斜率随乙烷摩尔分数的增加而降低,在大于40%时,层流火焰速度随乙烷摩尔分数接近线性增长。（4）甲烷中掺混氢气可以增加反应中的自由基,增加反应温度从而提高层流火焰速度,甲烷中掺混二氧化碳降低了反应的速度,抑制了R31反应的进行,降低了反应中自由基的浓度,从而降低了层流火焰的速度。（5）加氢、改造燃烧室和双火花塞模式都能有效的提高气缸内天然气混合气的燃烧速率,提高热效率,其中加氢方式提高了点火到10%的持续期、50%燃烧曲轴角位置,而改造燃烧室增加缸内湍流强度对中期火焰传播速度有更大影响,加氢方式具有最高的指示热效率,但也有最高的NOx排放量。总的来说双火花塞点火模式参数调节方便,易于控制。使用双火花塞配合EGR的优化燃烧策略可以在提高燃烧速度的情况下有效降低NOx排放。通过本文的研究,对比了解决天然气提高燃烧速度的多种方式,深入研究了天然气中不同组分对其燃烧速度的影响机理,并对比了三种方式,提出了双火花塞配合EGR的改进策略。为深入理解发动机热功转换提供了很好的研究方式,为天然气发动机提出了一条高效、清洁的升级优化路线以及应对日益严格的排放法规提供了指导方向,并为天然气快速燃烧系统的设计开发提供了技术指导与数据支撑。

关键词：天然气发动机燃烧性能参数数值模拟仿真双火花塞燃烧室形状

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：