联合站游离水脱水器数学建模与应用

结合原油物性的复杂性和多变性,讨论了建立游离水脱除模型的6个假设条件,建立了沉降分离模型,分析了影响水的密度、黏度及原油的密度的主要因素,给出温度变化对上述参数影响的计算公式。对建立的数学模型进行了计算应用,并分析了产生误差的原因,提出了改进意见。     

刹车状况下桥上随机车流动态演化及车-桥耦合振动分析

为实现刹车时桥上多状态车流并行动态演化的高真实度模拟和时变汽车荷载与桥梁运动状态的时时耦合,首先从宏观和微观上丰富随机车流模拟方法,宏观上沿用交通荷载调查数据中的车辆顺序、车辆基本特性等不变量,以车辆间距为服从正态分布的限幅随机变量,形成深度融合交通荷载调查数据和交通流理论的随机车流高真实度仿真方法;微观上对车辆间距随机变量确定的关键状态-阻塞状态,引入加权速度,实现阻塞密度时车流的走走停停动态描述,采用考虑驾驶人状态的概率分布方法确定车辆时距;实现多密度随机车流的高真实度仿真。其次细化刹车过程模拟,建立车流差异化刹车模型：采用顺次对比方法,筛选桥长范围最不利刹车车流;引入停车视距,考虑驾驶人反应,区分头车和跟驰车辆,精细模拟车辆刹车动态过程和刹车车流演化过程,差异化确定各车辆刹车参数;实现桥上多状态车流并行动态演化模拟。第三建立刹车力学模型,并融入至已有正常车流的车-桥耦合系统,构建可考虑刹车状态的分析系统。最后确定桥梁典型响应和分析指标,以一座大跨斜拉桥为例,对多刹车工况下的桥梁响应进行分析。结果表明：桥上刹车状况一般会产生超过正常行驶状况下的桥梁响应,最不利单车道刹车状况下的塔根弯矩甚至达到跑车工况的2.7倍,简单采用规范冲击系数方法很难实现刹车响应的包络;刹车过程中的桥梁响应最值不仅与采取刹车的车辆数目和桥上车辆保有量有关,还受刹车作用与桥梁原响应趋势的顺逆程度控制;桥梁及桥上刹停车辆的总质量和桥上正常行驶的车辆决定桥梁响应时程曲线趋势振幅;典型桥梁响应的总体趋势,与车流密度和刹车车道数相关性较小,不同时段车流会对梁端顺桥向位移和塔根弯矩产生影响。     

燃气向心透平的非定常流动特性研究

以燃气为工质的向心透平常用于微型燃气轮机系统中,有着重要的工程应用价值。本研究关注燃气向心透平的非定常流动特性,基于一台功率等级为1MW,转速为30000rpm的燃气向心透平,首先进行了热力设计,得到了其关键位置的燃气工质热力参数及透平的模型尺寸。其次基于三维粘性数值模拟计算的方法,采用SST k-ω湍流模型及六面体结构化网格在商用软件CFX中对燃气向心透平进行了定常与非定常气动计算,详细分析了其气动特性及非定常流动状况。最终,分析了这一燃气向心透平的非定常气流激振力在时域及频域分布,并准确评估了其流量、扭矩、功率及效率等关键参数。     

海水-冰晶两相流非等温流动及传热研究

船舶在冰区航行时,存在冰晶颗粒混合海水流入船舶冷却系统现象。基于颗粒动力学理论,建立适用于海水-冰晶两相流的欧拉-欧拉双流体模型,耦合相间传热传质模型对海水-冰晶两相流在水平直管内流动及传热特性数值模拟。研究表明,冰晶颗粒流动过程中,在管道上部位置R=8~10mm处冰晶体积分数达到最大值,且随着速度增加而增大;当入口含冰率(IPF)为4%时,冰晶速度的最大值出现在管道中心轴线上方。当入口速度为1.0~3.0 m·s-1,含冰率4%~30%时,局部传热系数随入口速度及含冰率增大而增加。     

澜沧江航道建设工程溪口滩航道整治方案

以澜沧江Ⅳ级航道建设工程溪口滩航道整治为依托,针对溪口滩整治过程中需要提升航道等级、维持航槽稳定的问题,从溪口滩水沙运动规律、历史整治情况、来水来石特征等方面分析不同溪口滩险形成原因,提出修建拦石坝、溪口导流坝以及常年维护疏浚等治理措施,以达到提升航道尺度并维持航道稳定的目的。结果表明,在山区河流溪口滩航道整治过程中采用拦、导、疏等工程措施,能够解决溪口滩险碍航成滩的难题,可为类似工程提供参考。     

上游静止柱体对圆柱体结构尾激振动的影响

文章运用半隐式特征线分裂算子有限元算法对串列布置的静止上游柱体和下游圆柱的尾激振动问题进行了数值模拟研究。数值结果表明:上游柱体结构的形状、尺寸比(d/D)和折减速度(Ur)三个参数对下游圆柱体结构的动力响应、运动轨迹与涡脱落模态有着显著的影响,且与单圆柱工况相比存在明显区别;随着尺寸比的增大,上/下游柱体结构之间的互扰作用会由流致效应逐渐转变为尾流效应,使得频率特性发生变化,并会导致下游圆柱体结构的振动响应增强;当d/D=0.5和1.0时,下游圆柱体结构的运动轨迹主要为“8”字形;当d/D=1.5时,除了“8”字形外,运动轨迹还会呈现双弯刀形、“双8”字形和不规则形状。通过对流体力系数与位移时程曲线及位移PSD曲线特性进行分析,揭示了其相互作用的内在机理。另外,下游圆柱体结构的尾流场特性也会随参数的变化而变化,其涡脱落模态主要为2S、P+S和2P三种。     

混行非机动交通流车速离散特性研究

我国城市非机动道路内的交通现象通常为电动自行车与人力自行车混合行驶状况,车速离散是该类道路内交通流的重要特征。结合杭州市的调查数据,采用统计学方法定量分析混合非机动交通流车速离散特性,分别建立车速离散特性评价参数与各主要影响因素之间的回归关系。结果表明,归一化车速离散度分别与各影响因素成线性回归关系;除电动自行车比例因素之外,车速变异系数与其它各因素成线性回归关系。     

A stochastic model of traffic flow: Theoretical foundations

In a variety of applications of traffic flow, including traffic simulation, real-time estimation and prediction, one requires a probabilistic model of traffic flow. The usual approach to constructing such models involves the addition of random noise terms to deterministic equations, which could lead to negative traffic densities and mean dynamics that are inconsistent with the original deterministic dynamics. This paper offers a new stochastic model of traffic flow that addresses these issues. The source of randomness in the proposed model is the uncertainty inherent in driver gap choice, which is represented by random state dependent vehicle time headways. A wide range of time headway distributions is allowed. From the random time headways, counting processes are defined, which represent cumulative flows across cell boundaries in a discrete space and continuous time conservation framework. We show that our construction implicitly ensures non-negativity of traffic densities and that the fluid limit of the stochastic model is consistent with cell transmission model (CTM) based deterministic dynamics.     

Recursive estimation of average vehicle time headway using single inductive loop detector data

Vehicle time headway is an important traffic parameter. It affects roadway safety, capacity, and level of service. Single inductive loop detectors are widely deployed in road networks, supplying a wealth of information on the current status of traffic flow. In this paper, we perform Bayesian analysis to online estimate average vehicle time headway using the data collected from a single inductive loop detector. We consider three different scenarios, i.e. light, congested, and disturbed traffic conditions, and have developed a set of unified recursive estimation equations that can be applied to all three scenarios. The computational overhead of updating the estimate is kept to a minimum. The developed recursive method provides an efficient way for the online monitoring of roadway safety and level of service. The method is illustrated using a simulation study and real traffic data.     

输气管道置换优化研究

置换是输气管道投产试运过程中的重要工艺环节,是复杂的扩散、对流过程。文中介绍了输气管道投产前用氮气置换空气的几种方法,阐述了它们的工作原理与实施步骤,对比分析了它们的优缺点,优选了置换方式,并采用Fluent流体模拟软件建立了输气管道氮气置换数学模型,进行了三维稳态和非稳态数值计算,研究了置换过程中混气段长度随管径、管长、流速变化规律,将理论推导、数值计算和现场数据进行了对比,验证了理论结果的正确性,为现场施工提供了科学依据。