基于剖开算子法的水泥篦冷机熟料换热模型研究

本文根据多孔介质渗流换热理论建立了高温水泥熟料的物理换热模型和数学换热模型,并针对高温水泥熟料数学换热模型的特点,提出采用剖开算子法对其进行求解。并通过仿真实验验证了该换热模型的正确性,给出了换热过程中熟料和气体的温度变化规律,仿真实验结果显示该数学换热模型能比较准确的反映实际情况,在此基础上分析了篦下风速对熟料冷却效果的影响,为篦冷机优化配风设计提供了理论指导。

剖开算子法解具有自由表面的平面紊流速度场

本文基于剖开算子有限元法,提出了一个求解具有自由表面的平面紊流速度场的数值模型,该模型用水深平均的k—ε紊流模型确定雷诺应力,用传播方程代替“刚盖近似”来处理自由表面。算例表明,这一模型能有效地解决控制方程中的非线性问题和自由表面边界问题,并能适应复杂的边界形状。

沉淀池水流数值模拟

建立了基于剖开算子法的沉淀池二维水流数学模型和悬浮物输移模型,应用改进特征线法和有限元方法耦合求解该数学模型,并利用实测资料对该模型进行了验证。验证结果表明该模型能够很好地模拟沉淀池中水流的流动以及示踪剂在池内的流动过程。

二维输运方程高精度数值模拟

采用剖开算子法,把二维输运问题剖分为两个子初值问题(对流分步、扩散分步)。在任意三角形网格中,分别对不同性质的算子采用各自适合的算法,即采用特征线法求解对流分步,采用半隐式有限元法求解扩散分步。重点探讨了对流插值问题,给出了一种完全对称三次插值模式,有效地减少了数值阻尼。为了克服高阶插值数值震荡问题,计算中保证了函数及其一阶偏导数连续。算例表明,数值方法模拟结果与精确解吻合较好。该算法在求解输运方程(包括纯对流输运方程)时,既能有效减少数值阻尼,也能保证计算中不出现数值震荡。

淮河临淮岗洪水控制工程洪水调度数学模型应用

利用所建立的临淮岗工程洪水调度运行模型,针对临淮岗工程三湖圈圩方案,就百年一遇洪水情况下临淮岗工程洪水调度运行方案进行了研究.按照工程上下游控制条件,分析研究临淮岗工程以及行蓄洪区运用方式,得出通过适当的工程调度可以达到百年一遇洪水控制设计标准,为临淮岗工程运行调度方案的确定提供可靠科学依据.

平面二维动态水质数学模型

本文根据工业环境影响评价的需要，提出了一个平面二维动态水质数学模型，该水质数学模型以ＮＨ３－Ｎ、ＤＯ、ＣＯＤ为评价参数，考虑了大气复氧、ＣＢＯＤ和ＮＢＯＤ的降解和沉淀、底泥耗氧、温度等影响因素。针对具体评价河流，本文进行了模型参数的选取及灵敏度分析，并对该模型进行了验证与应用，结果表明该水质模型具有较高的计算精度和较强的预测能力，为工程环境影响评价提供了一个有力的工具。

台阶突扩三维粘性流动数值模拟

利用三维粘性流动数学模型 ,研究了台阶突扩流动的三维特性 .不同的雷诺数Re情况下 ,计算所得的流态、流速和压力分布与B .F .Amarly等的试验和计算结果相吻合 。

水体交换年龄模型研究

采用剖开算子法,把水体年龄控制方程分成几个连续的初值问题。在任意三角形网格中,分别对不同性质的算子采用各自适合的算法,即采用特征线法求解对流分步,采用半隐式有限元法求解扩散分步和传播分步。利用水体交换模型试验结果和水体年龄对称特性解析解对所建立的年龄模型进行了验证计算,结果表明,建立的水体年龄模型计算结果与试验结果、解析解结果吻合,可较好地预测水体交换年龄。

Z坐标系下分层三维水流数学模型研究

建立了z坐标系下分层三维水流数学模型,避开了在地形突变变换下水平压力梯度计算较大的困难。在任意三角形网格中,通过剖开算子法,将方程剖分为不同子算子,用各自适应的数值解法进行求解。潜坝及斜槽水流的计算结果与实验结果吻合较好,而基于变换的Delft3D模型计算值与试验值相差较大,因此本文的z坐标分层数学模型可以用来计算包括地形突变的三维水流,并具有较高的精度。