基于双向流固耦合的流线型箱梁断面颤振分析

文章以大型有限元分析软件Ansys-Fluent为计算平台,基于计算流体动力学方法,采用大涡模拟湍流模型,求解不可压缩流体N-S方程,对在不同风速下苏通大桥的流线型箱梁断面的振动响应进行了CFD数值模拟研究。研究结果表明:当来流风速处于145m/s附近时,发生了"软颤振"现象;当风速超过147m/s时,发生了明显的"颤振"现象,说明该流固耦合计算方法所得出的数值模拟结果与已有文献试验结果吻合较好。     

架空蒸汽管线外表面传热系数修正研究

表面传热系数是计算架空蒸汽管线对流散热损失的关键参数,现有经验关联式认为其与环境风速等因素有关,但未考虑这些因素的具体影响。文中建立了蒸汽管线模型,采用流体动力学(CFD)数值模拟计算方法,分析了环境风速、管径对蒸汽管线表面传热系数的影响,修正了环境风速和管径因素的表面传热系数关联式,其拟合优度达到0.99以上。结果表明:环境风速增加,平均表面传热系数h数值最高增至31.28 W·m^-2·K^-1,且迎风面增速高于背风面;管线直径由0.16 m增至0.3 m,平均表面传热系数h降低14.41%。     

FDS在轨道交通地下车站火灾模拟中的应用分析

火灾动力学模拟模型(FDS)是用于火灾模拟的计算软件。对该软件的建立、网格划分、计算方法进行探讨;对FDS在轨道交通地下车站火灾模拟中的应用特点进行分析,提出符合工程实际应用的计算模拟优化方法。     

盾构隧道大修施工分级除尘技术及工艺研究

盾构隧道为超长线状封闭空间,在进行隧道维护和大修作业过程中会引起的大量扬尘,对施工人员的身心健康及隧道外环境影响极为不利。采用常规除尘工艺线状空间通风效果难以保障,直接影响施工安全和大修工期。因此,文章以上海某越江隧道大修为背景,结合流体动力学(CFD)模拟、装置优化及工艺组合,提出隧道施工扬尘三级降尘标准化工艺:即在作业点采取水炮喷雾,将扬尘控制在源头(一级保护),同时在隧道内安装静电除尘和水过滤除尘设备(二级保护),在两个隧道出口同时安装两套水帘喷雾装置(三级保护)防止扬尘扩散到大气中。最后探讨了采用不同降尘措施及布置工艺的实际降尘效果,为绿色高效降尘奠定了技术基础。     

隧道紧急停车带流场和局部阻力数值模拟

基于N-S方程和k-ε湍流模型,采用CFD方法对隧道内风压、风速场进行了数值模拟及计算分析,得到了隧道纵向气流流动规律、速度和压力分布规律,计算出了隧道紧急停车带的局部阻力系数。与试验结果相对比,数值模拟结果与试验结果非常吻合。     

基于FLUENT的质子交换膜燃料电池的热源分析

从电化学和热力学两方面介绍了质子交换膜燃料电池的工作机理;应用计算流体动力学分析软件FLUENT,对质子交换膜燃料电池进行了模拟计算。根据模拟数据,对质子交换膜燃料电池的热源分布情况以及化学反应热、相变热等热源的变化规律进行了分析和讨论。得出质子交换膜燃料电池的化学反应热在阴极、阳极吸放热的变化规律,热源与电流密度、工作温度等之间的影响关系。     

射流泵外特性的CFD模拟

针对射流泵基本理论研究方面存在的问题,应用计算流体力学(CFD)中PHOENICS软件建立射流泵几何模型,采用正交非等距网格划分方法,模拟射流泵的内部湍流场,研究了流量比、喉嘴距对速度的影响,以及喉嘴距对湍动能的分布影响,得出射流泵基本性能曲线,与文献给出结果吻合较好.完善了射流泵的基本特性研究,分析了射流泵流场中能量...     

T形管内气液相分离特性数值模拟

采用CFD模拟手段,对气液两相流流经T形管时流动特性进行了研究。以水及空气作为模拟介质,采用计算流体力学软件PHOENICS为模拟器,研究了不同入口气液混合流速下,T形管内速度、压力及含气率分布特性。并将模拟后结果与Ottens所得数据进行对比,结果表明CFD模拟与实验研究所得到的T形管内速度特性较吻合。     

DDARF多尺度网格划分方法及其应用

为优化非连续变形分析(Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure)中计算精度和计算时间的关系,文章提出了DDARF多尺度网格划分方法,分别建立了多尺度网格和均匀网格的单轴压缩模型,并进行了数值试验和室内试验的对比;将多尺度网格划分方法应用于大型地下洞室开挖,对洞室附近区域进行了针对性研究。结果表明:DDARF多尺度网格与均匀网格模型单轴压缩试验相比,网格数量相同时提高了裂隙附近的计算精度,裂隙扩展规律与室内试验更为吻合;多尺度网格划分方法应用于地下洞室的开挖,在相同计算精度下减少了计算时间,提高了效率,位移规律和FLAC计算结果吻合度较高;多尺度网格划分方法完善并加强了DDARF模拟岩体裂隙扩展的功能,对大型岩土工程稳定性的优化分析具有重要的实用意义。     

热油管道温度场的数值模拟

建立了埋地热油管道稳态时的物理模型和数学模型;应用CFD通用软件Fluent,模拟计算管道沿程温降,与理论公式进行了对比,结果证实与苏霍夫公式的理论解基本吻合,从而验证了Fluent在计算传热方面的可行性和准确性;而后通过Fluent软件模拟管道埋深、管道半径、管道流量、保温层以及非稳态对管道传热的影响,并通过后处理软...     

多节点环网系统的瞬变过程模拟

在管网系统的运行操作中，阀门误关闭、管道堵塞、停泵等都会导致流体的瞬变流动，由此产生的水击压力波可能导致管段的强度破坏。环网的瞬变流动计算问题较为复杂，需要求解高阶非线性方程组，对于复杂的网状结构，系统的自动识别或标记相当麻烦。通过对环网系统水击问题的分析研究，提出了求解任意液体环网问题的计算方法和相应的计算程序。     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

管系应力计算在工业管道检验检测中的应用

在工业管道的检验过程中，采用商业化管系应力计算分析软件，对管道系统的整体应力状况进行分析，确定出应力载荷较大的危险点，有助于检验人员发现应力腐蚀开裂等缺陷，保障不停输全面检验的准确性和可靠性。文中介绍了一个成功的应用案例，该案例中发现了几处典型超标缺陷，说明在工业管道检验检测时，与管系应力计算有机结合，有助于检验人员找出危险管段，提高了检验的有效性与针对性。最后还提出了开展基于管系应力分析的工业管道检验检测的几个步骤与注意事项。     

应用CAESARⅡ软件优化减压转油线的配管设计

针对常减压蒸馏装置配管设计实例中的2种减压转油线布置方案,利用管道应力分析软件CAESARⅡ,进行了2种转;占线布置方案的管系应力分析。对比两种布置方案的管道应力和加热炉管嘴受力情况,分析两种布置方案增加管系柔性的难度,选出其中柔性较好的配管方案,从而获得了较优的减压转油线的配管设计方案。     

管道内检测器泄流状态温度场湍流分析

为防止输气管道内检测器泄流状态下形成冰堵,研究了内检测器泄流状态下温度场的变化规律。根据内检测器实际运行状况,建立内检测器泄流装置模型,利用计算流体动力学软件ANSYSCFX 14．0分别对不同泄流面积、不同压差下的温度场变化情况进行仿真。结果表明,温度的降低量与内检测器泄流面积及泄流前后压差有关。通过对内检测器泄流前后温度场分析,可预测泄流状态下天然气流经内检测器后温度的降低量。     

疏水装置放水管温度场的数值模拟

水蒸汽管道中的冷凝水由疏水装置排出。为研究极寒地区疏水装置放水管冬季结冰的问题,采用计算流体力学软件Fluent建立了放水管死管段热损失的物理模型,并对管道内部温度场进行模拟分析。模拟结果很好地显示了管道内的温度场,并得到了管道轴线上的温度分布,结果表明:死管段长度对管道内温度场有重要影响。将死管段长度控制在0.2 m以内,可有效避免放水管冷凝水结冰的问题。     

局部减薄埋地三通塑性极限内压的有限元分析

针对埋地三通外表面局部减薄缺陷，采用弹塑性有限元分析软件ANSYS，研究了单一内压作用下外壁局部减薄埋地等径三通的塑性极限栽荷。考虑几何非线性和材料非线性，分析了缺陷尺寸的变化和位置沿主管底部轴向变化对埋地三通塑性极限载荷影响的变化规律和失效模式，根据腐蚀区的载荷一应变图，对模型的塑性极限载荷进行了预测，研究结果可为含局部减薄等径三通结构设计和安全评定提供理论依据和数值参考。     

基于Fluent的空冷器管道系统流体均配研究

为了研究空冷器管道系统的流体均配问题,引入多孔介质模型,应用Fluent对空冷器的管道系统进行了数值模拟研究。结果表明:空冷器的压降越大,管道系统的流体分配越均匀;分流集合管与汇流集合管中的压力分布在一定程度上决定了管道系统的流体分配;分流集合管与汇流集合管中流体的流动方向相反有利于管道系统的流体均配,当二者的流体流动方向相同时,沿流动方向各支管流量依次增加。管道系统结构优化后,流体分配更均。     

基于声电类比法的管系气柱固有频率的计算

基于平面波动理论与电学系统方程的等价,建立管道气柱单元声学等效电路.采用MATLAB/SIMULINKL软件,通过谐振法对气柱系统进行电路仿真,得到其各阶固有频率,并与传递矩阵法计算结果相比较,误差很小,说明采用声电类比法计算气柱固有频率是有效的.     

埋地管道安全运行的综合评价

探讨了埋地管道安全运行的综合评价问题,并以研制的快速检测仪和综合检测仪的检测数据为基础,建立了防腐层与管体的综合评价系统,编制了腐蚀与防护数据库和评价系统软件。在研究埋地管道的腐蚀剩余寿命时,提出了非开挖腐蚀预测方法。合理的评价方法可以定量地确定管道缺损严重程度与管道操作状况的关系,为管道的运行管理提供科学依据,延长管道的使用寿命,并有可能在不降低管道安全和完整性的前提下,允许超过制造范围质量标准所要求的较大的缺损存在。