以体积为内部坐标数量平衡模型的矩直接积分方法

从体积为内部属性的数量平衡模型的一般形式出发,提出以体积为内部坐标的矩直接积分求解方法．该方法通过对实体数值密度分布引入高斯积分假设并进行矩变换,将颗粒固有属性从数值密度函数中分离出来,实现了实体属性及其实体分布的单独跟踪,从而降低了计算量．对各向同性系统的实体聚并、破碎和长大的模拟结果显示,该方法精度较高、计算量小．由于实体的数目及其体积在跟踪范围内,该方法具有数目和体积的自守恒性．以体积为内部属性的特点使其能够自动跟踪体积矩,从而使得该方法更适合描述结晶系统的沉积现象．考虑到离散相中体积和质量的密切关系,该方法能够直接应用到不可压缩流动的化学反应的传质模拟过程．

各向同性颗粒系统数量平衡方程直接矩积分求解法的研究

随着颗粒系统微观行为研究的深入,数量平衡方程越来越受到重视。一般数量平衡方程由于复杂难以得到解析解。比较数量平衡方程的求解方法—分组方法(CM)、矩方法(MOM)和在矩方法基础上发展起来的直接矩积分方法(DQMOM),发现DQMOM具有计算量小,容易和计算流体力学(CFD)耦合等优点。运用直接矩积分方法对各向同性系统的颗粒长大、聚并和破碎等微观行为进行模拟,对各向同性液固系统的颗粒长大行为模拟的结果与文献的解析解吻合较好,误差小于10-5,对于各向同性液固系统的颗粒聚并和破碎行为模拟的结果与CM方法的精确解相比误差在2%以内。可见直接矩积分求解法在液固多相系统是有效的,具有良好的应用前景。

体积属性的群体平衡模型矩积分方法研究

研究以体积为内部属性的群体平衡模型的矩积分求解方法。以各向同性离散相系统的实体聚并、实体破碎和长大等为例,介绍了矩积分求解方法的求解过程。三个算例的模拟结果表明,与分析解相比,以体积为内部属性的群体平衡模型的矩积分求解方法相对误差在10^(-5)以内,具有高精度、低计算量的特点,并具有数目和体积的自守恒性。

性别控制技术在呼伦贝尔地区奶牛生产中的应用

呼伦贝尔奶牛生产因其得天独厚的地理环境与资源优势,成为中国奶业发展的关键所在。性别控制技术的引进对奶业产生了巨大的变革,对整个产业的发展和经济发展都有着重要的意义。本文以内蒙古呼伦贝尔奶牛养殖为研究对象,对其对奶牛群体扩繁效果及遗传品质的影响进行了研究,并对其对牛奶产量与经济效益的影响进行了评价。该技术的应用,不但可以提高奶牛养殖户的经济效益,而且对于推动奶牛产业的可持续发展也有很大的价值。

气固颗粒系统模拟的研究进展

综述了气固颗粒系统模拟方法的发展状况。首先,从宏观、中观及直接数值模拟角度对基于欧拉-欧拉架构下的双流体模型、拉格朗日-欧拉架构下的离散气泡模型以及欧拉-拉格朗日架构下的计算流体力学和离散单元法耦合模型(CFD-DEM)及直接数值模拟方法就模型基本原理、计算量、预测精度以及应用前景等方面进行对比和分析。接着,针对工程应用前景较强的双流体模型和CFD-DEM模型进行了详细阐述,着重强调了欧拉架构下的模型植入过程,颗粒相的动力学过程和微观行为描述、两相耦合作用及相间耦合模型描述。基于欧拉-拉格朗日架构下的多相耦合模型的普适性,模型的应用已经从研究尺度的模拟逐渐走向工程尺度的模拟,成为今后研究多相颗粒系统的热点。

不同入口流量二沉池非牛顿液体/固体两相模拟

采用数值模拟手段,在对模拟结果与现场测量结果验证的基础上,考虑二沉池混合液的流变性质、污泥回流比率等实际工况,以OpenFOAM开源流体力学代码为研究工具,针对不同入口流量下二沉池内固液两相动力学行为进行研究。结果表明:随着入口流量的增大,液相流速高值分布于入口区域并向污泥斗回流口区域波及,二沉池内液相流场结构由两层发展为三层;池内污泥浓度峰值不断提高,污泥层底部及污泥斗区域的污泥浓度高值区的面积不断扩大,出口及回流口污泥平均浓度增长幅度不断增大;二沉池上部的污泥沉降速度略微增大。

二沉池两相流数值模拟及混合液流变性质的影响

基于实际二沉池尺寸、流变性质、回流等工况,采用数值模拟方法对二沉池固液两相动力学行为进行模拟研究.结果表明,二沉池内存在多个漩涡,且分布于二沉池上部、中部和下部;混合液的流动速度在二沉池上部和污泥斗区域较低,在二沉池中下部较高;污泥高含量区分布于污泥斗及二沉池底部区域,且越靠近二沉池右侧壁面污泥层厚度不断降低.混合液流变性质模型为拟合污泥含量的赫谢尔-巴尔克莱模型时,模拟得到的速度及污泥层厚度与牛顿流体(水)模拟得到的结果较为相近且与实验结果误差不显著,但牛顿流体对二沉池底部的污泥含量预估较低,当混合液流变性质为赫谢尔-巴尔克莱模型时(与污泥含量无关)速度及污泥含量的模拟结果均较差。

岩石孔隙内地下水流动的微观数值模拟研究

地下水流动的动力学行为对于污染物在地层中的迁移具有重要影响。通过对地下水在岩石孔隙中微观流动行为的研究,探索不同出人口位置及注人速度对地下水流动行为的影响。结果表明:岩石孔隙内地下水流动呈现出非均匀性及复杂性,孔隙的结构特征决定了局部流体的流动特征,盲端附近的孔隙通道流速较小,纵向分布的孔隙通道内流动行为受横向孔隙通道内流速的影响较大;人口流速的增大未对流体流动方向产生较大影响,但会引起岩石孔隙内地下水流动速度增加;出人口位置的变化会对岩石孔隙内地下水流动方向及速度大小产生较大影响。本研究从微观尺度人手,探究了入口速度和出人口位置对地下水在岩石孔隙通道内的流动行为,定量刻画了岩石孔隙中流体流动的时空分布特征。

两相及多相体系的离散相行为与群体平衡模型

气体、固体和液体共存的两相及多相系统广泛存在于自然界和过程工业领域。两相及多相系统的研究方法有直接模拟法、离散颗粒模拟和双流体模型等.直接模拟法和离散颗粒模拟需要研究离散相的特征及物理过程,而提高双流体模型的精度,也必须注意离散相的分布特征以及微观行为,以确定相间相互作用.群体平衡模型作为一种联系离散相微观行为与宏观表征的方法,已经成为研究离散系统的有效工具。群体平衡模型可以描述不同操作过程离散相实体的微观行为.结合不同的多相系统的特点,对群体平衡模型的物理意义、方程形式和应用进行分析,从计算资源消耗、实现难易程度及其计算精度三方面对群体平街模型求解方法进行了比较,提出了群体平衡模型应用中存在的问题和发展方向.

塔式曝气池内非牛顿活性污泥气液两相数值模拟

基于欧拉-欧拉架构下,采用欧拉双流体模型耦合PBM(群体平衡模型)对活性污泥这一非牛顿流体下的实验室尺度塔式曝气池气液两相进行数值模拟,探讨不同污泥浓度下,塔式曝气池内气液两相流速度场、气含率、动力黏度等流体动力学行为,发现低速下塔式曝气池内时均气相体积分数分布呈倒梯形柱状,时均流场及速度场均对称分布.随着污泥浓度增大,曝气池中下部气相体积分数高值区面积收窄,液相垂向速度峰值不断增高.低浓度污泥时,x方向液相速度呈现与牛顿流体相似的周期性摆动;污泥浓度越大,曝气池时均气含率越小,以水为介质时会高估曝气池内气含率;污泥浓度为10.2g/L时,动力黏度峰值最大,且曝气池中央黏度低值区呈"V"字形分布.

多因素影响下多孔介质中气体突破渗透率衰减模型

突破渗透率是评价页岩气开发和CO_(2)地质封存的重要指标,但是,突破渗透率的影响因素及其协同影响机制尚不明确。为此,基于部分饱和多孔介质突破压力“S”形曲线模型和滑脱效应理论,建立了部分饱和多孔介质突破渗透率衰减模型,并分别通过较高渗透率玻璃平面孔隙网络可视化空气突破渗流实验,结合前人低渗透率砂岩和页岩岩样CO_(2)、CO_(2)—CH_(4)突破渗流实验成果,验证了衰减模型的有效性,最后分析了突破渗透率的影响因素及其协同影响机理。研究结果表明:①可以同时考虑润湿相初始饱和度、出口背压以及滑脱因子协同作用建立气体突破渗透率衰减模型;②玻璃平面孔隙网络可视化空气突破渗流实验结果以及前人低渗透率岩心突破渗流实验成果验证了气体突破渗透率衰减模型的有效性;③衰减模型比指数模型更能准确地揭示突破渗透率随润湿相初始饱和度的指数式衰减和倒“S”形曲线衰减特征;④润湿相初始饱和度、出口背压以及滑脱因子三者协同影响气体突破渗透率,初始润湿相饱和度较低时,出口背压的升高会引起滑脱因子较高气体的突破渗透率显著降低,而润湿相初始饱和度较高时,无论气体的滑脱因子高或低,出口背压对气体突破渗透率的影响均会变小。结论认为,所建立的气体突破渗透率衰减模型对于加大非常规气藏开发力度、指导CO_(2)地质封存具有重要的意义,有助于推动我国实现“碳中和”目标。

IEC61850在数字化变电站馈线保护装置中的研究与应用

在变电站新型通信网络和系统协议IEC 61850的基础上,本文对牵引变电所馈线保护装置进行了功能分析,对面向过程的结构化流程进行解耦分析,从逻辑设备、逻辑节点和数据对象三个方面进行了具体的构建,对于IEC61850信息模型到MMS的映射关系进行了分析,对相关数据结构进行优化设计,建立了基于IEC 61850标准的信息模型。

低速下不同入口位置塔式曝气池气液两相数值模拟

为了研究不同入口下塔式曝气池气液两相流动规律,采用欧拉双流体模型耦合群体平衡模型(PBM,population balance model),在对计算域网格及气相分布与实验验证的基础上,研究了四种距离曝气池底部中心不同位置处的入口对曝气池内气液两相流动的影响,探讨了气含率、气泡数密度、液相水平速度等流体动力学性质,以期为塔式曝气池设计提供指导和依据.研究结果表明:欧拉双流体模型耦合PBM的模拟结果优于单一气泡尺寸的欧拉双流体模型;曝气池内气含率、气相分布、旋涡强度、液相水平速度均受入口位置影响;当入口位置逐渐远离曝气池中心时,气相分布逐渐呈之字形,旋涡强度增大,气含率及气泡羽流周期则先增大后减小;入口位置对气泡数密度无明显影响,气泡数密度在气泡直径5.95 mm下分布最多.

岩溶场地油罐基础的纠偏加固

结合工程实例,分析了岩溶地基旋喷桩配合高压注浆的加固机理,并检测了其效果,表明旋喷桩配合高压注浆加固效果良好,是值得推广的岩溶地区地基加固方法。

南北向街谷内热不稳定流场日变化规律的模拟研究

城市街谷内热不稳定流动是促进污染物扩散的重要影响因素之一。本文基于街谷内热平衡分析,结合大涡模拟方法,研究了一个南北走向的城市街谷内温度、风场的日变化特征,并分析了壁面对流换热及长波辐射对街谷内环境的影响。结果显示:壁面对流换热是影响街谷内温度、风场的主要因素,而长波辐射的影响非常小,长波辐射引起街谷内空气温度升高不足对流换热影响的10%,而其对平均风速和脉动量的影响更是在2%和1%以内;街谷内空气温度从早上开始逐渐增加,到15∶00的时候达到最大,可达311 K(38℃);上午时段,迎风面壁面热浮力减弱街谷内风速,街谷底部和迎风墙侧的脉动量根均方值较大,而下午时段街谷顶部的脉动量根均方值达到最大。街谷内不同位置和不同时段内,通过建筑材料选择和表面结构设计,适当调控建筑壁面的温度,可以促进街谷内温度分布和空气流通改善。

铁路牵引供电设备维修信息系统研究

根据当前国内对电气化铁路对牵引供电设备的安全可靠运行的要求,结合供电段的实际需求研究并设计了一套供电设备维修信息系统,本文介绍了供电段的业务需求,讨论了并初步实现了该系统的主框架。

刍议法律解释

法律解释一直是法学研究中的个重要问题,但过去的仅揭示了法律解释的矛盾或片面的强调了问题的一个方面。本文作者就法律解释的一些基本问题,探讨一下法律解释的存在价值,并同时澄清一些对法律解释的偏见的症结之所在。

肉用后备种公牛选择浅谈

种公牛的选择是对整个牛群的重要决策．对于母牛及其后代具有重要的意义。一般来说．一头肉用种公牛的贡献是整个牛群遗传改良的一半．在整个牛群的遗传改良中发挥着重要的作用。种公牛站承担着培育优秀种公牛的重要任务．而对于种公牛站来说．如何选择好后备种公牛至关重要．这不仅关系到种公牛站的饲养成本和经济效益，更关系到整个肉牛群体的遗传改良和整体生产水平的提高。

水平地震激励下大型LNG储罐流固耦合模态分析

LNG工程是生命线工程,因此LNG储罐在地震作用下的分析要求准确和安全。首先探讨了LNG混凝土储罐模态分析中主要采用的方法,指出流固耦合模态分析的先进、准确性;其次,建立了流固耦合有限元的数值模型,给出了模型的分析结果,并进行了解释,证明了采用大型通用有限元软件Ansys分析LNG混凝土储罐的合理性;最后,比较了流固耦合模态分析的结果与理论结果,证明了数值模型的有效性,为供储罐结构后续的力学分析及相关规范编制参考。

亚网格内两相流动界面位置的精确定位算法

针对流体体积(VOF)法处理两相流动界面张力的虚拟流体方法无法准确确定亚网格内界面位置点的问题,提出了一种高精度的界面位置定位算法。该方法根据界面两侧单元界面曲度在亚网格内构建变曲度弧线,实现了两相界面的高精度近似,完成了网格单元中心连线和界面交点位置以及该位置的曲度的准确求取,成功地考虑了界面曲度对亚网格内界面位置的影响,同时方法本身不受网格类型及空间维度的限制。针对毛细管上升、静态液滴、二维气泡上升以及三维气泡上升等物理过程进行了模拟,结果表明:界面曲度对亚网格界面位置可产生显著影响;亚网格内界面位置的准确捕捉以及该位置点界面曲度的准确求取可以显著改善VOF方法的预测精度,模拟结果显示最好可提高3.5倍。该方法可为复杂结构内高表面张力驱动流提供新的预测手段。