不同长宽比矩形高层建筑的分离再附流动特性

为研究边界层紊流特性、断面长宽比和空间位置等因素与矩形高层建筑分离再附流动特性之间的关联,通过不同长宽比矩形建筑模型的同步测压试验,获取不同工况下的表面风压实测数据;分析了影响矩形建筑三维分离再附流动和分离区长度演化规律的多种因素,探讨了大尺度紊流下矩形高层建筑的非定常气动力与分离再附流动特性的内在关联;定量给出了平均分离区长度在竖向的分布规律. 研究结果表明:紊流风场的积分尺度与建筑特征尺寸的比值关系会影响分离再附流动和气动力特性的试验精准度,最大偏差可达约24%;边界层紊流的干扰导致分离剪切层曲率增大,加强了对分离区的卷夹作用,稳定再附将发生在长宽比为2时;平均分离区长度在竖向方向逐渐增大,并依据试验结果给出了高层建筑侧面风压取值的修正建议.      

车辆通风式制动盘内部通道对流换热研究综述

总结了通风式制动盘内部通道对流换热的研究成果,从内部通道的质量流量、对流换热系数和有效散热表面积三方面,分析了不同结构设计对制动盘内部通道换热的影响;从解析法、数值分析法和试验测试法三方面,综述了国内外在对流换热分析和检测方法的研究概况。研究结果表明:在径向叶片制动盘通道内,主要存在2种流动方式,由紧邻叶片吸力侧气流分离引起的回流和在径向通道内部旋转的二次流,抑制回流区的形成可以提高泵送空气质量流量,使通道内的温度分布更加均匀,二次流将促进通道间的空气混合流动和湍流的发展,加强局部剪切应力,改善制动盘散热性能;综合应用射流冲击强化方式(多束流、旋流和多方向射流等)、高孔隙率和类柱状结构优化设计也能够改变流体在通道中的流动状态,这些措施都会使得通道内流体扰动增大,热边界层变薄,壁面附近的速度梯度增大,有效提高了制动盘的对流换热系数,增强了散热能力;采用解析法和数值分析法得到的结果具有很强的理论参考价值,而采用试验测试法所获得的结果更加接近制动盘实际内部温度和气体流速的变化,因此,若能将三者无缝结合,实现优势互补,则最具有科学研究价值;在对高速车辆制动盘结构进行优化设计时,为了获得最大的散热效率,往往忽略了通道内摩擦压降和流动阻力,因此,如何平衡散热与摩擦压降、流动阻力之间的关系,还需进一步深入探索与研究。      

绕圆柱湍流流场及其发展的计算

为研究绕圆柱湍流流场及其发展变化,应用RNGκ-ε模型和有限体积法求解非定常雷诺平均纳维尔-斯托克斯(URANS)方程,以二阶隐式时间离散和二阶迎风空间离散格式对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法耦合求解平均速度场和压力场.在Re=103～107范围内对流场进行了数值模拟计算,得到了速度场、涡量场及其湍流脉动参数在下游的发展变化规律.计算与分析结果表明:在高雷诺数条件下,回流区减小,尾流区变窄,尾流在主流方向的影响区域变小,涡量向下游的衰减更慢,湍流动能和湍流耗散率在下游的影响区域也减小.     

射流作用下的吸气流动流场特性

为了降低射流作用下吸气流动控制污染物所需的射流量,达到节能的目的,研究了射流作用下吸气流场的特性.通过数值模拟技术研究了射流与吸气流动夹角在90~60变化时形成稳定吹吸流场的条件,以及汇流场轴心速度和控制范围的变化规律;同时,以数值模拟的计算结果为基础,结合对轴心速度和控制距离影响因素的分析,得出了射流和吸气流夹角取不同值时的轴心速度衰减计算式和汇流场控制范围计算式.研究结果表明,在角小于70时不能形成稳定的吸气流场;当在90~70变化时,随着送风和排风动量比的增大,汇流场轴心速度增加的趋势减缓;随着角度的减小,汇流场轴心速度增加的趋势加剧.因此,可以通过减小来增强吸气流场,实现对污染物的有效控制.      

自由表面射流迁移域流动结构研究

针对自由表面射流迁移域的流动结构的研究欠深入的问题，文中对具有喷针机构的轴对称无旋粘性射流进行数值解析，探究了射流迁移域的形成机理和表现形式，并分析不同喷针行程下射流迁移域的能量以及流动特征。     

基于慢行优先区高校老校区交通组织策略与实践

由于建设年代早等多种原因,国内高校老校区普遍道路狭窄、建筑密集、师生众多,由此产生了停车资源短缺、人车冲突严重等问题,校园品质和安全难以得到保障。基于高校老校区有限的交通资源和较大的交通需求,从回归校园交通本源的角度出发,提出了基于慢行优先区的校园总体交通组织方案,优先保障特定区域的慢行交通,实现校园内交通需求的差异化满足。以复旦大学邯郸校区为案例,重新划定了校园空间,形成内部为慢行优先区的核心区域,外围机动车道路环绕的整体交通格局,并提出配套的机动车停车组织方案和道路优化设计方案,保障校园交通在有限空间内的有序、安全和品质。     

单洞对向公路隧道火灾烟气模糊控制

为解决公路隧道火灾烟气对人员的影响,以单洞对向交通隧道火灾为基础,建立火灾数值计算模型。在火灾烟气控制中引入模糊控制理论,模拟烟雾在隧道内两组射流风机之间200m的区间内往复运动,通过改变射流风机的风速和方向,分析在时间为180、360S内,风速为1．0、1．5m·S-1的火灾烟雾扩散情况,研究了控制区域内烟气的分布和影响规律。计算结果表明：在火灾点两侧分别开启射流风机,间歇为30S、风速为1．0m·S-1的运行烟气属于小振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧50～80m的位置;间歇为60S、风速为1．5m·S-1的运行烟气属于大振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧80～100m的位置;烟气小振幅运动要优于大振幅运动。     

济南都市圈高速公路交通流空间演化及影响因素

为分析高速公路对都市圈发展的影响机理,基于济南都市圈2013、2019年的高速公路收费数据,采用空模型法,通过距离衰减函数分析高速公路交通流的空间分布规律及影响因素。结果表明：2019年济南都市圈出行距离相较于2013年的0～110 km增至0～130 km; 2013、2019年济南都市圈高速公路交通流出行时间均集中在0～61 min; 2019年济南都市圈距离衰减系数减小,呈由济南市中心城区向其他市中心城区、县(区)的梯度递减特征,由块状分布演变为以济南市为分界线的西高东低片状空间分布;2019年济南都市圈高速公路日均车流量比2013年明显增加,呈济南市为核心、相对集聚的多中心“云朵状”空间分布;济南都市圈高速公路交通流距离衰减系数与经济密度、人口密度、国内生产总值(gross domestic product, GDP)和人口数量4个因素呈显著的负线性相关,且影响程度依次降低。未来应继续加强济南市与鲁西地区的经济联系,实现济南都市圈内各区县经济协同发展。     

初始气泡对柴油机近口区初始射流破碎的影响

为改善柴油机喷油器喷孔内的残留燃油和初始气泡对近口(喷油器燃油喷口)区初始射流形态的影响,基于湍流模拟(large eddy simulation,LES)和界面追踪(volume of fluids,VOF)方法进行燃油近口区初始射流雾化过程的数值模拟,重点研究初始气泡对近口区初始射流形态和破碎过程的影响。结果表明:喷孔内初始气泡的大小和位置对初期射流雾化形态有显著影响,针阀开启后新喷入的燃油撞击初始气泡溃灭产生强烈扰动是造成初始射流头部破碎的主要因素。结合湍动能和亚网格涡黏系数进一步分析初始气泡对近口区初始射流结构形态及破碎的影响规律。     

多重网格法及其在回流流动计算中的应用

结合多重网格方法,采用同位网格体系的有限体积法建立了维不可压缩流动的k-ε紊流数值模型,对流项和扩散项均采用中心差分格式离散,流速、压力采用通用的SIMPLE压力校正方法求解,代数方程组则利用强隐式方法SIP求解。对空流和突扩流两种典型回流流动进行模拟,证明了所建立模型的有效性和可信性。     

Numerical study on flow structure of a shallow laminar round jet

The evolution mechanism and characteristics of the submerged laminar round jet in a viscous homogenous shallow water layer are investigated through computational modeling. The laminar mode is used to solve the Navier-Stokes equations. In order to visualize the formation and evolution of the flow pattern, the volume of fluid (VOF) method is adopted to simulate the free surface of the water layer below the air and to trace the jet fluid. The results show that the jet forms a class of quasi-two-dimensional (Q2D) vortex structures in the ambient fluid with unequal influence from the bottom wall and free surface. The time dependence of three parameters, defined for the flow pattern as jet length, spiral radius and pattern length, is investigated quantitatively in their non-dimensional forms. Three different Reynolds numbers and two injection durations are further considered to discuss their influence on the flow pattern.     

过程参数描述的等壁温平行平板间层流对流换热特性

传热过程中的过程参数为傅立叶定律定义的热通量.对等壁温平行平板间层流对流换热进行过程参数描述,揭示了壁面上和流体内部流动速度和速度梯度对对流换热的贡献.结果表明:如果把传热过程以过程参数进行描述可以获得对传热的深刻表述和理解.     

基于壁面射流的下击暴流非稳态风场大涡模拟

为研究边界层风洞中下击暴流大缩尺比试验的可行性,基于冲击射流和壁面射流模型,采用大涡模拟方法,分析了静止和移动下击暴流的风场特性;通过与Wood模型、Oseguera模型、Victory模型以及经典壁面射流实验对比,验证了采用冲击射流和壁面射流模型在模拟稳态下击暴流出流段的一致性和有效性;在壁面射流模型入口处引入3种速度函数,模拟了下击暴流非稳态风速时程. 研究结果表明:与冲击射流一样,无协同流壁面射流能够有效地模拟静止下击暴流的稳态出流段;当冲击射流平移速度为出流速度的15%时,其最大水平风速较静止冲击射流增大了15.8%;协同流速度为射流速度的19.2%时,其最大风速较无协同流壁面射流增大了16.9%,带协同流壁面射流能够有效地模拟移动下击暴流;提出的速度入口函数模型作为壁面射流入流条件,能够较为真实地模拟出Andrews AFB下击暴流非稳态风场.      

Field Measurements and Pullout Tests of Reinforced Earth Retaining Wall

In this paper, field measurements and pullout tests of a new type of reinforced earth retaining wall, which is reinforced by trapezoid concrete blocks connected by steel bar, are described. Field measurements included settlements of the earth fill, tensile forces in the ties and earth pressures on the facing panels during the construction and at completion. Based on the measurements, the following statements can be made : ( 1 ) the tensile forces in the ties increased with the height of backfill above the tie and there is a tensile force crest in most ties; (2) at completion, the measured earth pressures along the wall face were between the values of the active earth pressures and the pressures at rest; (3) larger settlements occurred near the face of the wall where a zone of drainage sand and gravel was not compacted properly and smaller settlements occurred in the well-compacted backfill. The results of field pullout tests indicated that the magnitudes of pullout resistances as well as tensile forces induced in the ties were strongly influenced by the relative displacements between the ties and the backfill, and pullout resistances increased with the height of backfill above the ties and the length of ties.     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

基于可靠度的单轨道交通施工区建设方案优化

为降低城市轨道施工对交通流的影响,建立了基于可靠度的施工区形式及建设时序综合优化模型.施工区的规定阈值时间与实际行程时间之差大于零的概率为可靠度,分别建立交叉口及路段施工区的可靠度模型.定义可靠度与施工时长之积为施工效率系数,以全施工周期效率系数折减最少为目标,建立施工区建设方案综合优化模型,优化施工区形式及建设时序.西安市轨道交通汉城南路站方案的测试结果表明,施工区形式及建设时序会使道路交通可靠度产生不同程度的折减.该方法可为城市轨道交通施工方案的制订提供理论依据.     

高压旋喷注浆技术在大孔径挖孔桩施工中的应用

笔者在文中介绍高压旋喷注浆加固土层并兼作防水帷幕技术与实施,以辅助人工开挖大孔径抗滑桩的顺利安全地实施.此外,还分析了固接体的破坏机理.可为类似工程的施工提供参考.