天然气管网的初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,作为迭代计算的初始值。根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立初始流量分配的数学模型,用C 语言编制出计算程序。对实例进行计算和分析,表明用最小平方和法求解各管段初始流量时,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,使数值计算的收敛速度大大提高。     

静力作用下沉管隧道三维数值模拟

沉管隧道纵断面结构计算常采用弹性地基梁或弹性地基板法,但这些方法较难真实模拟沉管隧道的受力情况,特别是接头的受力情况。文章以三维实体单元出发,引入适当的假设,对沉管隧道静力作用下的受力、位移,特别是接头受力情况进行了详细的模拟分析,对沉管隧道结构纵向计算做了有益的探索,对类似工程有较强的指导意义。     

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.     

深海油气夹层管稳态温度场分析

深海环境温度较低,高温含蜡原油会发生降温析蜡,导致堵塞管道,应增强管道的保温效果。夹层管复合结构具有较好承压能力和保温性能。文中利用FLUENT软件对层流及紊流流态下夹层管二维传热模型进行计算分析,得到2种工况下管道轴向及径向温度场,结合理论分析对数值模型进行验证,分析了原油入口流速、夹芯层厚度对管道温度场的影响。     

内流式锥阀流场的数值模拟与结构优化

锥阀具有密封性能好、过流能力强、响应快、抗污染能力强等特点,在流体输送中得到了广泛的应用。应用PHOENICS流体计算软件及k-ε湍流计算模型,对内流式锥阀的内部流场进行了模拟仿真,研究了流量变化、开度变化对锥阀流场特性的影响。研究结果对分析锥阀的性能、进行流道的结构优化和实际工程应用都具有一定的指导作用。     

主动旋流管道除垢系统的三维数值模拟

为分析主动旋流管道除垢系统的清洗效果,建立了以高压高速空气为介质的内置螺旋凹槽管的环形流动模型,利用fluent软件对光滑管和内置螺旋凹槽管进行数值模拟,并利用网格无关性验证模型网格。模拟结果表明：内置螺旋凹槽管的环形流动呈复杂的三维螺旋流动,而光滑管则呈普通的直线流动。在相同的条件下,内置螺旋凹槽管的切向速度比较剧烈,而光滑管的切向速度几乎为零,内置螺旋凹槽管的径向速度也比光滑管的大。内置螺旋凹槽管的切向和轴向速度的增大,使边界层减弱,有利于增大管壁的冲刷力,从而增强清洗管道的效果。     

钦州湾潮流特性数值模拟研究

文章基于MIKE21软件建立钦州湾地区水动力模型,并用实测水文数据进行验证,运用该模型对2021年洪水期与枯水期钦州湾潮流场进行模拟,分析不同时期的潮流特性。结果表明：钦州湾地区潮流为不规则全日潮,枯水期潮差大于洪水期潮差,潮差大小受地形影响较大;潮流涨落为往复流,涨潮历时大于落潮历时,落潮流速大于涨潮流速,最大流速出现在湾颈龙门水道处;外湾最大流速出现在西槽处,东槽次之,中槽的集流束能效果在枯水期有所显现,洪水期不明显;三墩港口对外湾潮流影响较大,由于离岸码头的修建,阻隔了东侧水体的流动,水体都由西侧进出外湾。     

油井地面集输管停掺水温降数值模拟

掺水混输不加热集油工艺正不断发展完善,集输管停掺水温降过程是指导该技术实施的重要依据,掌握其降温规律对确定安全停掺水时间、再掺水启动方案和停掺水检修安排都有着十分重要的意义。基于计算流体动力学理论,利用FLUENT对油井地面集输管道停掺水后的温降过程进行数值模拟,得出不同含水率与不同初始油温下管内油品的温降曲线。根据管轴中心温降曲线可将整个降温过程分为3个阶段,第一阶段温降速度最快,其余两阶段较慢,第一阶段自然对流作用占主导地位,第二阶段管壁油品开始凝结,自然对流逐渐消失,第三阶段传热方式仅剩导热,且作用较弱,整个管内油品的凝结时间长短与停掺水初始油温及管内液体的含水率有关。通过模拟计算可得详细的温降过程,为实际停掺水不加热集油工艺设计提供参考依据。     

多泵并联管道中调节阀控制流量平衡系统的应用

通过调节阀控制多泵并联管道中各泵输出流量平衡是一种简便易行的流量平衡调节方式。文中对多泵并联管道中调节阀控制流量平衡的工作原理以及控制系统的组成等进行介绍,并结合陕西神渭输煤管道工程中实际应用情况,对调节阀的性能曲线进行校核标定,同时,在多泵并联条件下对调节阀控制流量平衡系统的设备配置和控制效果进行了介绍,最终建立了一套完善的流量平衡控制系统。     

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。     

Y型过滤器流动与阻力特性数值模拟分析

文中利用CFD软件,结合多孔介质模型对Y型过滤器进行了数值模拟研究,并与实验结果做了对比分析。得到了过滤器流动特性及不同部位压降情况,分析了滤网堵塞率对压降的影响规律,并提出了减小过滤器压力损失的建议方法。研究表明,Y型过滤器压降主要发生在入口滤座区、滤网区和滤芯环形间隙区,其中滤网区压降最大。滤网堵塞程度对压降影响很大,超过50%时压降快速增大。     

圆管浆体螺旋流速度分布及运动特性仿真

为了开发高浓度低能耗的螺旋流浆体管道输送技术,借助流体力学理论,分析了圆管螺旋流的运动特性,将圆管螺旋流分解为轴向流动、周向流动和径向流动,建立了圆管浆体螺旋流的动力学方程;进而基于圆管螺旋流特点,推导出紊流状态下圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布表达式.同时,采用计算流体力学Fluent软件,结合Solidworks和Gambit等软件进行圆管浆体螺旋流运动特性的建模和仿真,仿真计算结果揭示了圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布规律,并验证了螺旋流理论速度分布式与实际运动规律相吻合.     

油气管道中可燃气体爆炸特性的数值模拟

以RNGκ-ε湍流模型及EBU-Arrehnius燃烧模型为基础,建立了可燃气体单步化学反应湍流爆炸模型,以有限体积法求解爆炸流动及反应控制方程,从而对二维油气管道中可燃气体爆炸的过程及规律进行了数值模拟.模拟结果与实验数据有着较好的一致性.所做的工作为油气管道受限空间中可燃气体爆炸特性及规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术的工艺实施、系统设计和关键参数计算提供理论依据.     

天然气凝析液射流清管器流场的数值模拟研究

天然气凝析液射流清管器可以有效控制段塞流,保证流动安全。为了研究射流清管器射流流场与旁通率和清管器前后压差的变化关系,文中通过Fluent对天然气凝析液射流清管器进行流场数值模拟,并进行分析。分别研究了旁通率和射流清管器前后压差对射流流场的影响。得出了射流流场中速度、湍动能、压强的分布规律,单一旁通率对射流流场的影响规律,单一压差对射流流场的影响规律等。文中的研究为天然气凝析液射流清管器射流流场的进一步研究提供了支持,为结构研发提供了依据。     

切向进气船用脱硫塔流场的数值模拟研究

针对船用脱硫塔塔内喷头数量的选择和喷射角度的问题,以船用六缸两冲程G128ZC型柴油机额定工况下排放的废气为研究对象,通过建立切向进气船用海水脱硫塔模型,采用Gambit软件对该模型进行网格划分,使用Fluent软件对该塔塔内气的流湍流强度和流速进行计算。仿真计算结果表明:切向进气船用海水脱硫塔塔内气流的流速和湍流强度呈规律性分布,整体塔内气流流向为旋转上升,塔内的同一水平面内的气流流速越靠近塔壁流速越大,反之越小;塔内中下部湍流强度高,上部湍流强度低,湍流强度沿着塔高方向逐渐减弱。该仿真结果为船用脱硫塔塔内喷淋方向的布置和喷头数量的选择提供了理论依据。     

龙溪隧道出口段在地震荷载下变形破裂特征及其数值模拟分析

龙溪隧道出口段主要有表层覆盖层和下伏基岩组成.文章根据边坡地形地貌以及地质结构分析了隧道在地震作用下的变形破裂特征.在此基础上,运用ansys有限元软件对龙溪隧道在Ⅺ度地震烈度荷载作用下的动力响应进行分析,并结合5·12地震后的现场调查,将数值模拟结果与现场的破坏现象进行了对比,得出地震作用下隧道洞口横向边坡的动力反应从坡内向坡外、坡底向坡顶整体上呈逐步放大的趋势;从洞口至基岩与崩坡积分界面处,变形主要在隧道管段之间的接缝处发牛相对错动,并且有逐渐减弱的趋势;在隧道基岩与覆盖层分界面上,隧道衬砌变形量发生突变,衬砌开裂方向与基覆界面产状基本一致,从分界面向内,衬砌变形变得不明显.研究这一变形破坏现象,对认识隧道洞口段在地震作用下的变形破坏规律及极震区隧道洞口段的抗震结构设计具有重要意义.     

模型环道蜡沉积装置测试段流场温度场数值模拟

对模型环道蜡沉积装置测试段流场温度场进行了数值模拟。模拟结果表明 :因为测试段管外壁冷却水的作用 ,近壁处油温会下降 ,越靠近管壁 ,温度下降越多 ;测试段流场发生了畸变 ,近壁处流速减小 ,管中心附近流速增大 ;近壁处油温下降及流场畸变造成管段压降增加。     

25Cr1Mo钢蠕变裂纹特性数值模拟分析

利用有限元软件ANSYS模拟2.25Cr1Mo钢紧凑拉伸试样的蠕变裂纹扩展特性,得到在不同温度、不同应力下蠕变裂纹长度随时间的变化曲线.结果表明:随着温度和应力的升高,蠕变裂纹扩展速率变快.同时,验证了随着应力的降低,孕育期和传播期的时间将延长,裂纹扩展速率也将变得缓慢的结论.