基于LBM的典型建筑布局树木风环境模拟

在建筑方案设计阶段定量评估景观绿植对建筑风环境影响,对于提高行人区域热舒适性具有重要实践意义。结合格子玻尔兹曼计算流体力学方法和多孔介质模型,开展了边界层流场-建筑-树木耦合模拟和关键参数验证,针对城市街道区域典型矩形建筑平面布局存在的风速加速现象,开展树木挡风效应分析。研究结果表明:模拟方法能够重现出与试验吻合一致的树木尾流区平均风速和湍流特征;基于不同阻力系数的树木透孔率对树木背风区下游1H~3H范围内挡风效应影响明显;基于等效原则提出的圆柱体简化模型能够计算出与树木原型一致的挡风效应变化规律;建筑两侧和迎风端布置合理间距的树木能够减小矩形建筑两侧风速加速比和加速区域面积,可以通过经济合理的树木布置方案实现建筑周围风环境舒适度优化和通风廊道畅通。研究成果可应用于景观植被风环境优化设计,为方案设计阶段绿色建筑自然通风评估提供新的计算参考。

基于LBM的城市建筑群系统洪水灾害模拟

极端气候变化背景下,东南沿海地区遭受的潜在洪水灾害风险不容忽视。基于格子玻尔兹曼计算流体力学方法,针对沿海城市建筑群系统开展了海啸冲击情景下内涝过程三维仿真研究,对理想建筑群洪水冲击实验开展了数值模拟方法可靠性和准确性验证。研究结果表明:沿河道、海岸线布置的建筑群的遮掩效应明显,城市内部建筑群受洪水的影响较小;建筑的布置方向和间距分布对洪水路径影响明显。开展的大尺度洪水情景下城市建筑群小尺度模拟分析方法,解决了二维模型不能计算复杂流场、地形、湍流等问题,克服了建筑群三维网格划分困难,为当前基于城市信息模型的洪水灾害应急管理和城市建筑规划提供技术参考。

体育场馆膜建筑平均风压数值模拟及验证分析

为评估沿海某体育场大跨张拉膜建筑的外形合理性,将参数化建筑设计与开源计算流体力学方法结合,开发了针对稳态大气边界层建筑数值风洞的批量计算模块,能够自动建立考虑周围建筑和地形的计算网格模型,快速评估复杂膜建筑的平均风压分布规律。定量分析了底部看台、周围地形和建筑群对膜表面净风压分布规律的干扰以及不同张拉膜形体参数对建筑风荷载影响。结果表明:膜表面平均风压数值计算结果与风洞试验吻合一致;体育场馆底部观众看台会改变膜表面净风压整体分布规律,明显增加负风压;通过局部调整张拉膜形体参数,可以大幅度减少局部风压最大值和整体风荷载。研究结果可为类似膜建筑外形设计提供参考,建议在评估膜外形方案合理性时考虑底部看台和周围建筑影响,采用风洞试验和计算流体力学方法确定风荷载。

优化施肥对西瓜产量和品质的影响

针对开封地区西瓜施肥存在过量、不平衡和肥料利用率较低的现象,选择四个不同田块,研究了优化施肥对西瓜产量、品质、养分利用效率和经济效益的影响。结果表明,优化施肥处理西瓜较农民习惯施肥处理增产4.95~15.54 t/hm2、增收0.90~2.59万元/hm2。相比农民习惯施肥,优化施肥处理减少使用氮肥24.2%,磷肥72.5%,钾肥12.9%,且养分比例更符合西瓜需肥规律,肥料偏生产力提高了92.4%。此外,优化施肥提高了西瓜可食率、VC含量,降低了其可滴定酸含量,改善了西瓜口感和营养品质。因此,该西瓜优化施肥方案适宜在开封地区推广应用。

基于RANS和LES的高大空间建筑气流组织仿真和热舒适度评价方法

针对大空间建筑的暖通空调设计,开展气流组织分析和热舒适评价对于改善室内环境热舒适度和降低能耗具有重要意义。结合基于雷诺时均方程的稳态分析和基于大涡模拟的瞬态分析这2种计算流体力学分析方法的特点,建立了高大空间建筑气流组织仿真方案和热舒适度评价方法。利用稳态分析计算消耗较小的特点,开展多工况热舒适度和空气质量评价;选取典型工况实施计算消耗较大的瞬态分析,获取空气调节全过程,给出室内温度达到设定温度所需要的空调运行时间,从而优化空调运行策略,降低能耗。基于实验结果对2种方法的准确性进行了验证,介绍了所用方法在实际工程项目中的应用,供其他工程参考。

基于计算流体力学的体育馆风驱雨环境数值模拟分析

实际大气边界层近地面风驱雨效应会影响开敞体育场建筑外立面挡雨设计和观众看台舒适性,在方案设计阶段应用计算流体力学技术可以为该类建筑挡雨设计提供分析支撑。采用欧拉-欧拉多相流计算模型,针对实际开敞大跨悬挑体育场馆建筑开展了风雨环境三维数值模拟分析,重点研究了不同等级风力和主导风向对悬挑屋盖建筑外立面风驱雨强度特征影响,分析了不同粒径雨滴风驱雨作用下观众看台区域的等效覆雨面积指标。研究表明,考虑风驱雨作用后体育场馆看台区域的雨滴捕获率可达到1.2,超过仅考虑垂直降雨的雨滴捕获率;风向和风力等级对体育场馆观众看台的风驱雨强度分布规律影响较大,而降雨强度对观众看台位置的单位降雨量雨滴捕获率影响较小;建议在方案设计阶段通过风驱雨数值分析方法评估主导风向风速下建筑风驱雨强度,同时评估最不利风向的建筑遭受的整体单位时间降水量。研究可为同类型体育场馆建筑抗风雨设计提供相关技术参考。

基于液压感知的带式输送机煤流量检测系统

针对煤矿生产过程中带式输送机煤流量难以实时、精确测量的问题,利用STM32芯片和W5500芯片,实现了采用液压感知技术对矿井带式输送机煤流量进行实时检测的方法。首先,利用液压缸和压力传感器测量得到传送带上的物料负载量并进行处理和传送;然后,利用光电编码器测量传送带带速;最后,依据模型计算得到传送带上的物料流量。实验结果表明,该方法实现了带式输送机煤流量的实时检测,检测精度为90%,证明了基于液压感知和有限元分析计算煤流量的正确性,为带式输送机变带速控制奠定基础。

基于LBM-LES的不同尺度城市街区模型风环境对比分析

基于格子玻尔兹曼-大涡模拟方法开展了不同尺度城市建筑群街区风环境非稳态数值模拟分析。首先对标风洞试验开展了理想街区模型网格划分方案和模拟参数验证分析探讨,然后针对实际街区风环境模拟案例开展了不同风气候条件下周围建筑干扰作用对比分析,采用不同舒适度指标开展平均风和强风条件风环境评价。研究结果表明:1)总结的LBM-LES模拟方案能够高效重现出与风洞试验一致的多风向角下行人平均风速分布特征,平均相对误差为15%;2)周边建筑对不同季节街区风环境影响差异较大,夏季工况下周围建筑干扰作用会明显增加风速加速比一倍以上,而冬季工况下周围建筑尺度会阻挡来流风速,建议考虑足够大街区模型进行敏感性分析;3)引入等效风速综合考虑平均风和阵风影响,建筑周围特征湍流明显不利于冬季风环境舒适性。研究成果为实际复杂街区风环境评估和优化提供新的高效模拟技术方案和结论参考。

基于天气预报模式和大涡模拟的台风风场多尺度耦合数值模拟

结合2015年第1509号超强台风"灿鸿"期间在杭州九堡大桥的现场实测数据,基于WRF(weather research and forecasting)和LES(大涡模拟)的台风多尺度耦合数值模拟方法,重现了台风"灿鸿"的中小尺度发展演化过程,并对九堡大桥周边台风风场进行多尺度精细化模拟;以多项式插值的方式解决疏网格向密网格的背景风场要素降尺度耦合问题;最后通过大涡模拟获得了九堡大桥周边地区30 min瞬态台风风场数据。模拟得到的瞬态风速结果与实测数据在统计意义上较为吻合,表明WRF-LES耦合系统能实现从气象中尺度到建筑小尺度的多尺度数值模拟,有效地获取一次台风过程中目标区域的瞬态台风风场。NSRFG(narrowband synthesis random flow generator)方法生成的入口脉动风速适用于局部台风风场的LES计算,模拟所得风速功率谱与实测结果在低频段基本一致。

控释尿素与普通尿素配施对小麦产量、氮素吸收及经济效益的影响

为探究控释尿素(CRU)和普通尿素(U)基施的高效利用方式,研究不同配比对小麦产量、氮素利用效率、氮素积累及经济效益的影响,于2018-2020年在河南省禹州设7个处理,分别为不施氮肥(CK)、单施尿素(U)、CRU1(CRU:U=1:9)、CRU2(CRU:U=2:8)、CRU3(CRU:U=3:7)、CRU4(CRU:U=4:6)、CRU5(CRU:U=5:5)。结果表明,与U处理相比,控释尿素与普通尿素配比基施处理小麦产量提高4.02%~9.58%,不同施肥处理与CK处理相比产量提高31.69%~49.45%,其中CRU5处理产量最高。与CK处理相比,控释尿素的投入使小麦氮素积累提高10.53%~34.21%;与U处理相比,控释尿素的投入使氮素积累提高1.69%~21.43%。与CK处理比较,不同配施处理小麦产值升高32.00%~49.02%,收益提高37.97%~67.86%;与U处理相比,不同配施处理小麦产值升高4.24%~9.70%,收益提高5.50%~13.25%,2年中CRU5处理小麦收益最高。综上,控释尿素和尿素配施可与作物养分需求相匹配,且以控释尿素:尿素=5:5时效果最好,可提高氮素利用效率,提高作物产量,增加经济效益。

耦合台风天气预报模式和实测数据的神经网络风速预测

基于准定常假定,风荷载与风速平方成正比。为了实现对结构的台风动力效应进行分析预测,建立了耦合数值天气预报(weather research and forecast,WRF)模式和现场实测数据的风速预测神经网络模型,开展台风短期风速的高精度预测。利用该模型对2017年"泰利"和2018年"康妮"的台风风场进行模拟和预测。为了提高神经网络训练效率和短期风速预测精度,使用经验模态分解和小波变换对风速数据进行分解,将分解后的风速分量作为神经网络的输入。结合数据分解方法,分别采用BP、Elman、GRNN和ANFIS等4种神经网络模型完成了两次台风影响下某实测场地平均风速的6步提前预测。结果表明,基于集合经验模态分解或小波分解的神经网络预测方法,相比不进行数据分解的直接神经网络预测法,台风风速预测精度提高了50%以上。在4种神经网络模型中,小波变换和BP神经网络模型组合具有最优的台风风速预测精度。

基于Grasshopper与CFD的虹吸式屋面排水系统智能设计

综合考虑虹吸式屋面雨水排水系统在不同设计阶段的内容及特点,提出一种针对设计全过程的智能设计框架,并基于Grasshopper平台开发了相应智能设计工具。该工具运用参数化设计技术与计算流体力学(CFD)仿真模拟技术,以建筑屋面模型为基础,实现了径流分析、水力计算、方案生成、智能优化、仿真校核等功能,不仅极大程度提高了虹吸排水系统的设计效率,而且确保了方案的精确性与最优性,同时保障了方案在多种真实工况下的安全性与可靠性。详细阐述了工具内各模块的关键技术及实现方法,并通过工程实例验证了工具的可行性与高效性。

学会学习 有效学习——访“成功人生系统教育工程”专家 林薇主任

林薇,北京金色雨林学习能力研究中心主任中国教育学会儿童心理专业委员会学习障碍专业研究会副秘书长.中央电视台《东方儿童》栏目专家指导,'成功人生系统教育工程一专家团成员.在儿童心理、学习能力领域有丰富的理论和实践经验。"成功人生系统教育工程"的第一站就是"学习能力万里行",记者专门走访了在这一领域较有研究的林薇老师。会背诗就是有学习能力吗? 记者:林薇老师,请问学习能力在孩子的学习中有什么重要性? 林薇:要回答这个问题,我们得首先弄清楚什么是"学习"。学习分三个部分:一是学习的过程,也就是"怎样去学";二是学习的结果,也就是"学得怎样";三是学习的方法。

优化板桩结构入土深度的计算分析

针对等值梁法在基坑支护结构设计的基本理论与基本假定进行了详细的介绍。利用主、被动土压力系数之间的相关性,对其计算形式进行了转换,提出了一条土压力系数的简化公式计算入土深度,并通过某工程实际算例验证了简化公式的适用性。强调了可以通过拟合函数的单调性并结合土体的性质和状态修正板桩结构的嵌固深度,提供了科学分析的依据。采用不同方法对比分析土压力零点位置的差异对支护结构的影响,可以根据适用条件针对性的确定计算方式。

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美国主导的世界；公司债≠企业债；被资产膨胀笼罩下的生活；