基于双段求解的高精度浮尘离散模拟方法与应用

对掌子面爆破后隧道内浮尘时空演化特征进行动态模拟求解时引入数值逼近模型拟合出浮尘的初始排放量，在此基础上根据隧道实际工况提出了双段离散求解的数值模拟方法，解决主观赋值及精确求解的问题。以贵州某在建隧道为研究背景，利用有限元Ansys-Fluent软件离散模式对浮尘的动态时空浓度场进行双段求解计算,一阶段对静风状态下浮尘浓度梯度上的弥散进行模拟，二阶段对机械通风条件下浮尘的随流扩散进行模拟。研究结果表明：通风试验周期内沿程采样点模拟数据与实测数据的最大误差百分比为13.67%，随机采样点最大误差百分比为12.39%；采用双段模拟求解法对其他两座风筒拱顶布局、台阶法开挖的在建隧道进行了浮尘动态模拟，各随机采样点上误差百分比均控制在11%以内。相关数据表明双段模拟求解法具有普遍适用性，不同工况下均可有效保证模拟数据的低误差百分比，双段模拟求解法可作为掌子面爆破后浮尘动态演化的一种新型高精度模拟应用方法。     

武汉市供水管网水力计算模型的建立

从武汉市供水管网实际出发，介绍了建立管网水力工况分析中基础资料的收集处理及计算模型的校核，模型建立方法及使用效果，并对模型的局限性进提出了改进设想。     

文丘里管水力空化现象的CFD模拟

针对文丘里管的水力空化现象,采用FLUENT软件进行数值模拟,通过模拟不同入口压力下文丘里管的空化现象,分析出湍动能和汽含率的分布情况,再模拟不同喉部直径和不同扩散段长度对于水力空化现象的影响.结果证明:出口压力一定时,增大入口压力可增强空化效果,且下游恢复压力越小;喉部直径越小,空化效应越强烈;并且增加扩散段长度可以强化空化现象.以上研究对于工程实际均具有重要的意义和作用.     

基于SPS对泵站典型事故瞬态工况分析及应用

SPS(Stoner Pipeline Simulator)是长距离输油/输气管道设计、计算、水力分析、全线自动化控制及调度运营模拟软件,可对液体、气体管道的水力和热力特性进行精确的模拟分析和预测。为了更好地将SPS应用在实际生产中,以SPS仿真软件模拟中间泵站的停运及备用机组的启动过程为例,并分别从建模、有效性检验及预处理、仿真控制和仿真模拟等方面介绍该软件的操作过程并进行相关分析,得到以下相关结论:根据实际情况合理选用建模方式;通过有效性检验和预处理检查模型的有效性和相应输入参数对于后期动态仿真模拟的真实可靠度很重要。     

上海长江隧道人员疏散模拟分析及安全性评价

针对上海长江隧道火灾疏散设计方案，采用STEPS软件对最不利工况模拟分析，根据模拟结果进行安全性评价，并从运营管理角度提出合理化建议。     

复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工地表沉降规律分析

文章以沈阳地铁中街站大跨度隧道工程为研究对象,应用FLAC3D计算软件,对复杂条件下浅埋暗挖大跨度隧道引起的地表沉降变形特征进行了数值模拟。根据洞桩法施工开挖方案,紧密结合工程实际,将动态施工开挖过程划分五个工况进行模拟,分析各施工工况对地表变形的影响和分布规律,并按工程信息化施工要求事前将预测数据提供施工单位,以指导施工控制地表沉降。模拟结果表明,采用洞桩法开挖施工过程中,对地层土体扰动较大,明显影响隧道中心附近地表变形的步序是小导洞开挖和初期支护扣拱施工阶段,约占最终沉降量的70%;而其他步序影响较小。最终,地表沉降在隧道横向分布呈"W"形态。模拟结果与现场监测数据具有较好的拟合性,表明利用数值分析方法预测大跨度隧道施工期地表沉降是可靠的。     

两相管流工艺计算软件的研制

利用流体力学理论，结合目前国内外最新的两相流理论和实验研究成果，在描述气液两相管流水力计算、热力计算和流型判断的数学物理模型的基础上，研制出适用于海洋、沙漠、丘陵地区，原油与伴生气、凝析天然气与凝液混合输送工艺的一套新的计算模拟软件TFTCS．对TFTCS的结构、功能、适用范围作了介绍，用该软件对某湿天然气管线进行了模拟计算，同管线生产数据进行了对比，并与国外同类软件PIPEPHASE进行了对比验算。实际应用表明，该软件功能完善、操作方便、计算结果可靠，能满足油气混输管线的设计计算和生产管理的需要。     

管线钢焊接近缝区低温韧性的研究

针对国内两种新研制生产的Ｘ６０级管线钢，采用焊接热模拟技术，研究了峰值温度为１３００℃单道热循环及１３００＋８００℃和８００＋１３００℃二次热循环三种热模拟参数下，模拟焊接近缝区的冲击韧性和断裂韧性，结果表明，两种Ｘ６０级线钢及其焊接近缝区的韧性均满足国际管纡标准和我国西部长输管线标准，从而为我国西部长输管线的设计提供了基本数据。     

CAE在波纹管成形数值模拟中的应用

文中应用有限元软件,对波纹管进行成形模拟分析。建模时须采用真实的结构参数,模拟波纹管成形过程。将有限元分析的结果同真实的试验数据对比,以验证分析精度,改进和优化成形工艺。试验证明：有限元法能够准确地对波纹管进行成形模拟分析,并且具有优越性,提高了波纹管的成形工艺水平。     

定靖复线停输再启动过程研究

综合定靖复线管道基础数据及油品物性参数,借助于计算机仿真软件,通过模拟计算确定了定靖复线在不同月份时的最优运行方案。同时,基于定靖复线管道基础参数及安全经济运行方案,对处于夏、冬季环境的管道全线进行了停输再启动过程模拟,分析停输再启动过程中管线运行参数的变化规律,为管道稳态工况运行及停输再启动操作提供参考。     

桩基础承载力的非线性数值模拟研究

以某高速公路一座特大桥为例,系统分析了桩基施工各工况中地基应力变化过程,得出了考虑施工过程影响的桩基承载力数值模拟方法更合理的结论。     

成品油管道水力分析工况

成品油管道由于顺序输送多种介质,且中间站下载量调整频繁,造成管道水力状况复杂多变。因此,根据规范要求,在设计时要对管道进行水力分析。鉴于引起不稳定流的工况众多,如果全部都进行分析,势必使工作量过大,降低设计效率。根据经验,对各种常见工况进行了分析,并推荐出不同管道条件下需要优先考虑模拟计算的工况。     

轨交地下车站双活塞风井模式速度场特性研究

结合上海轨交既有线路地下车站活塞风井系统的课题研究，采用了现场实测、SES和CFD等3种研究方法，探求活塞风井换气效率与风井设置、车况的内在规律。现场实测为数值模拟提供重要的边界条件和有效验证；SES作为专业的轨交环控模拟软件，方便工况设置与调节；CFD侧重于活塞风井系统三维方向上速度、压力变化研究。     

上海长江隧道火灾安全疏散研究

文章以上海长江隧道为研究对象,利用smartfire软件(CFD软件)和buildingEXODUS软件(疏散模拟软件),首先分析了隧道内人员安全疏散的影响因素,然后对上海长江隧道的疏散排烟系统在正常运营和阻塞两种工况下的安全性进行了评估,发现在正常运营工况下发生火灾时隧道内人员可以安全疏散,但是在阻塞工况下发生火灾时火源下游人员并不能全部安全疏散,据此我们提出了减小纵向风速和引导部分健康成年人从次近疏散口逃生的优化方案。     

成品油顺序输送实验环道设计

成品油顺序输送过程中对混油的处理会增加管道运营成本,因此需要研究混油的形成机理和复杂边界条件对其影响机理以改进混油切割和处理工艺。文中在相关环道实验的基础上设计了一个采用多种环道元件和管道结构以及不同运行工况的实验环道。设计从实验室规格、实际工况和实验流程出发,根据相似准则及水力条件计算确定环道管径、可行流速、运行压力等参数,并据此完成泵和传感器等仪器的选型。最后设计了2个代表性实验供参考。     

新型水力旋流器生产水处理效果数值模拟分析

文中根据实际尺寸建立了油田投产时和扩容改造后使用的两种水力旋流管的三维模型。借助ANSYS Fluent,对比分析了两种水力旋流器的处理量和溢流比;同时计算了两种水力旋流器对颗粒直径为1~200μm油滴的脱除效率。对比分析表明,在入口压力500~550 k Pa、压差比1.5~2.0的工况范围内,新型水力旋流器大幅提高了生产水处理能力和除油效率,但溢流比也较高。分析结果可为生产水处理用的除油型水力旋流器的选型、设计、优化工作参数提供参考。     

聚丙烯塑料管水力摩阻系数试验研究

为了测定聚丙烯塑料管（PP—R）的水力摩阻系数λ，用高压水柱压差计实测了PP—R直管段在不同稳态流量下的沿程水头损失，同时用电磁流量计测得相应的管道流量值。根据水力学的相关理论，推导出用上述实测值计算聚丙烯塑料管水力摩阻系数的公式。通过对试验数据的计算和分析，确定了试验用聚丙烯塑料管的水力摩阻系数，并且建立λ与雷诺数Re关系的经验公式。     

基于水锤模拟的长输管道运行薄弱段分析

结合国内某长距离输水管道工程实例,通过水锤模拟对输水管道进行典型工况分析,确定输水管道易发生爆管的薄弱地段,并判断其危险等级。结果表明：对长距离输水系统进行典型工况水锤模拟可有效判断管道薄弱位置,通过对爆管事故内因、外因分析可预测管道薄弱段发生事故时危害程度。针对不同工程特点进行长输管道运行薄弱段分析,可提高供水可靠性,为管道安全运行管理提供依据。     

沿程磁处理管道输油实验研究

南海原油密度大、含蜡量高,对南海原油采用沿程磁处理,可降低聚集度,从而达到降黏输送的作用.为进一步研究磁处理对油品有降黏效果,使用仿真软件模拟磁铁摆放得到磁感应强度分布,再通过搭建沿程磁处理输油实验管道,以南海原油为介质进行实验研究.将有无磁处理的压力数据进行对比,并结合使用流变仪测定的油品黏度变化,综合分析得出使用2...     

用气室提高脉冲水射流强度的模拟研究

采用特征线法对用导管-气室水力共振系统提高脉冲水射流的强度进行了模拟研究,表明水力共振系统在合适的系统结构参数和流体参数情况下,可以提高导管出口处的压力振幅。气室容积太大会吸收导管起点压力的振幅,使压力脉动减小,太小则不起作用;喷嘴的出口直径越小,越能提高导管出口压力的振幅。