基于Fluent软件的教学楼室内风环境模拟及优化分析

文章采用计算流体动力学(computational fluiddynamics,CFD)进行模拟,针对夏热冬冷地区的教学楼进行夏季室内风环境模拟,分析在上下课两种模拟工况下的室内风环境,在自然通风与机械通风条件下,研究室内墙体与门窗对室内风环境的影响。经过优化,两种工况下的室内风环境都有显著改善,尤其是北侧大教室由风速停滞优化为空气对流。通过研究过程及结果,旨在为室内设计提供相关参考,促进室内风环境改善。

基于Massmotion软件的楼梯单双向流疏散方式模拟研究

为提高高层建筑紧急状况下的人群疏散效率,降低楼梯拥堵引发的踩踏风险,对比分析了楼梯单向流与双向流疏散模式的差异。通过应用高级仿真软件Massmotion开展具体疏散方式的定量评估,以填补楼梯疏散动态模拟的研究空白。利用软件搭建复杂的疏散模拟模型,在此基础上,设计实验对不同楼梯宽度、不同人数下的单向流和双向流疏散进行了详尽分析。在双向流的实验中,坡度为22.5°~28.0°时,疏散效率更高;当楼梯人数大于60时,采用随意疏散的方式效率更高;在双向流的实验中,双跑对折的疏散时间较长,不宜作为疏通通道,双向流选择排队疏散的方式更为合理。

地下水体系核素化学形态模拟系统软件开发

为评估处置库的安全性,核素化学形态信息是准确预测核素的运移行为研究的前提。鉴于我国核能工业的迅速发展以及建立环境中核素的确认需求,在我国开展处置库周围核素的化学形态研究具有十分重要的意义。针对地下水中元素种态分布的研究需求,以JAVA为开发工具、MySQL作为数据库、Tomcat为容器,开发了一套B/S架构的元素种态分布模拟软件。针对模拟计算中遇到的化学反应平衡非线性方程组求解收敛困难的问题,引入了根据化学反应势能求解的方法和反应因子控制迭代步长,实现了对化学反应非线性方程快速地求解,并可拓展多相平衡计算。以塔木素地下水中镎为考察对象,利用所开发化学形态模拟软件(simulation software on chemical species,SSCS)计算环境中镎的形态和量,并对比PHREEQC的计算结果,相对偏差在10%以内,针对环境中痕量元素的分布,提供了理论计算的解决方案。

基于软件机器人的工控靶场应用软件行为模拟

工控靶场为开展工业控制系统(ICS)安全研究提供重要支撑。面向工控靶场关键任务之一的应用软件行为模拟,提出一种软件机器人方法以实现工控靶场应用软件行为的逼真模拟。考虑软件图形界面及软件内在显隐式规则,提出基于尺度不变特征变换(SIFT)图像相似度的软件菜单采集算法及混合状态机模型对应用软件行为进行建模。针对软件机器人的智能化问题,使用深度Q网络(DQN)算法驱动软件机器人对应用软件行为进行自主学习,同时结合多重经验回访和多重目标网络对DQN算法进行优化。实验结果表明:基于DQN的软件机器人能够对工控软件进行有效学习,且优化后的DQN算法自主学习效果更佳。

基于Fluent的超重力场煤泥浮前脱泥设备结构内部流场仿真模拟

研发一种新型超重力场煤泥水浮选前脱泥设备,通过Fluent软件对影响设备脱泥效果的五单因素即沉降槽板角度、沉降槽板上下比例、沉降槽板槽深、沉降槽板半径及排料挡板角度进行模拟仿真得出最佳的结构尺寸,结果表明:沉降槽板角度为45°,沉降槽板上下比例为1∶3,沉降槽板槽深为3cm,沉降槽板半径为13cm,排料挡板角度为60°时,设备具有较好的脱泥效果。

基于Aspen Plus软件的芳烃异构化工艺模拟与优化

针对中国石化海南炼油化工有限公司第二套对二甲苯(PX)装置C_(8)芳烃异构化反应流程,利用Aspen Plus软件建立了稳态模型,并优选Rplug模块作为反应器模块;模型验证结果表明,模拟计算值与工业实际标定值具有很好的吻合性,说明该模型预测结果合理且可靠。运用该模型进一步分析了反应温度、反应压力、进料氢烃比等工艺参数对C_(8)芳烃异构化反应性能的影响,结果表明:优选的反应温度为347℃,反应压力为0.46 MPa,氢烃摩尔比为3.9;温度、压力对PX产率几乎无影响,氢烃摩尔比为3.9时PX产率最高;降低温度、升高压力和适宜氢烃比有利于乙苯(EB)转化,低温、小氢烃摩尔比和中等压力有利于减少C_(8)芳烃损失;根据模拟优化结果调整异构化操作参数,可有效提高EB转化率、PX产率和PX的质量流量。

后疫情时代下基于软件模拟分析的校园建筑绿色低碳改造策略研究——以南昌大学第一食堂优化改造为例

在“双碳目标”与后疫情背景下,我国建筑行业积极推进绿色低碳发展,中国高校校园由于其规模大、人员密集的特殊性,成为建筑设计及相关从业者探索后疫情时代公共建筑绿色低碳改造的重要研究方向之一。文章运用绿色建筑设计系列软件对南昌大学第一食堂进行绿色建筑模拟分析,并针对性地进行后疫情要素设计,旨在探究低碳与后疫情时代下基于软件模拟分析的校园建筑绿色改造策略。

基于软件无线电的短波电台模拟器设计与实现

本文提出了一种基于软件无线电的短波电台模拟器设计方法。模拟器前端采用Vue3实现,后端利用Python开发,网络通信基于WebSocket完成,同时结合GNU Radio平台和Lime-SDR硬件完成了短波电台模拟器的软硬件实现。文中提出的短波电台模拟器设计方法具有极好的灵活性和扩展性,适用于各种型号短波电台模拟器的快速开发,可以大大降低短波电台模拟器的成本,具有很好的应用前景。

基于FLUENT的离心泵内流特性数值模拟研究

离心泵作为高速旋转机械,其内部复杂的流动形态越来越受关注。该文依据某工程数据,基于FLUENT软件建立离心泵三维流体域数值仿真模型,分别对离心泵在0.2Q d(Q d为该离心泵设计流量)、0.4Q d、0.6Q d、0.8Q d、1.0Q d、1.2Q d 6个不同流量工况下的内部流动特性进行模拟计算,并将计算所得流量-扬程和流量-效率曲线与真机试验结果进行对比,计算结果与试验结果最大误差为4.71%,从而证实了数值仿真结果的可靠性。通过对压力和速度分布分析可知:离心泵内部静压和流速随流量增加而降低,叶片前缘存在负压区,易引发汽蚀、振动、噪声等不良结果。相较小流量工况,设计工况下泵内速度分布更加均匀。对泵内流态进行多角度分析,对离心泵的结构优化设计有一定的借鉴意义,可为类似工程提供参考。

基于METSIM软件的矿石破碎筛分流程自动模拟计算研究

为了实现选矿厂设计和生产过程中的自动模拟计算,针对破碎筛分工艺设计时变量多、反馈慢、随机性大、不稳定性高等问题,利用METSIM软件对三段一闭路破碎筛分流程进行了仿真模拟研究。通过建立矿石破碎筛分模型,调节物料特性和设备参数,得到了对应的数量流程和粒度分布,模拟结果与实际生产情况高度契合,准确地体现了矿石的破碎筛分过程。利用该仿真模型,可快速对大量参数进行调整,并直观、迅速反馈收敛结果,能快捷指导设计或操作人员选择合理设备,及时调整设备参数,为矿石破碎筛分工艺的优化提供科学依据。

基于有限元软件的相变调温面料设计与模拟

相变调温面料是将相变材料与纺织工艺相结合形成的一种可以自动调节温度的纺织品,同时利用有限元技术可以改变传统的设计生产模式。通过有限元软件对相变调温面料的设计流程模拟预测调温面料的调温效果。首先利用AI平面设计软件对图案进行设计,然后通过SolidWorks拉伸操作将其转化为三维模型导入有限元软件中进行模拟仿真分析。同时利用有限元软件模拟不同相变区域面积、不同厚度、不同环境温度下的相变调温面料的调温功能,达到在降低成本的同时为设计人员提供新的设计思路与优化流程的目的。

基于Fluent软件的Keyhole-TIG焊接电弧的数值模拟

以自由燃烧的Keyhole-TIG电弧为研究对象,建立了统一电弧-钨极-阳极的二维轴对称模型。采用Fluent软件对焊接电流为520 A的稳态Keyhole-TIG电弧进行了模拟,以获得电弧的温度、速度、压强和电流密度等物理量及其分布。结果表明:钨极下方电弧的最高温度达36000 K;电弧出现强烈的阴极喷射,高速等离子体产生的动压力是形成小孔的主要原因;由于小孔的泄压作用,阳极表面附近未形成明显的高压区;大部分电流从阳极工件上表面流入钨极,仅19%的电流从小孔中进入;电弧传入小孔的热量占总热量的17%,剩余热量通过阳极上表面进入。

基于“Ansys Fluent+BIM”的区域环境仿真模拟分析——以上海市金山区某拟建项目为例

以上海市金山区某拟建项目为例,为分析区域环境对其产生的影响,采用Ansys结合物呈线条状扩散,有效影响范围可达到10km以外。同时,基于空气质量指数(AQ)对污染物来源、污染物性质等在不同风向和风速下进行最不利气象条件仿真模拟,得出结论并提出应对措施。成果可为拟建项目的环境影响评价提供参考,也可为沿岸化工厂排放口设置及功I能优化提供一定的理论指导。

基于Aspen软件的固体氧化物电池系统过程模拟研究综述

总结通过Aspen软件中已有模块与功能对固体氧化物电池进行过程模拟的方法,介绍后续固体氧化物电池模拟的优化、从稳态模型到动态模型的改进和电池模型在多种场合中的应用,模拟将固体氧化物电池模型与燃气轮机、等离子体气化、冷热电三联供系统与热电联供系统的结合过程,并对未来基于Aspen软件的固体氧化物电池过程模拟的研究进行了展望。

基于水质分析模拟软件浅析北塘排污河的污染负荷减排

在全国各城市的黑臭水体基本消除的情况下,个别城市仍存在着水质问题严重的纳污河道。文中简单阐述了水质分析模拟软件(water quality analysis simulation program,WASP)和日最大污染总负荷(total maximum daily load,TMDL),并介绍了它们的应用进展,运用WASP模拟计算了水环境容量,结合TMDL分析了北塘排污河的负荷减排。研究发现Seg3河段为污染负荷最严重的区域,东郊污水处理厂、南陀村排污河闸口和东丽湖闸为污染负荷最严重的排污口,以此为管理者分析负荷减排与分配提供建议。

模拟优化软件在加氢裂化装置中的应用

基于模拟优化软件Petro-SIM,建立并校正了中压加氢裂化模型HCR-SIM,模拟结果准确度较高,为装置的生产优化提供了理论和数据支撑。并以此模型对不同比例掺炼催化柴油的工况进行比对,发现在掺炼比例达到16.0%时,混合原料的密度超过装置设计要求;掺炼比例为9.5%时,新氢压缩机无法提供足够的氢气满足装置反应所需。随着掺炼比例的上升,精制反应器与裂化反应器的平均床层温度与床层总温升逐渐提高,氢气耗量逐步增加,航煤及柴油产品收率及性质受催化柴油性质的影响较大。工业实践表明,在催化柴油掺炼比例为6.25%时,模拟结果与实际运行的产品收率、产品性质、反应器平均温度等的绝对偏差控制在5%以内。

基于Aspen Plus软件的双酚A装置反应单元流程模拟与优化

利用Aspen Plus流程模拟软件对离子交换树脂法合成双酚A装置反应单元工艺进行了建模,考察了反应单元进料温度、苯酚/丙酮质量比、丙酮至一段反应器比例等参数对丙酮转化率、双酚A收率及其选择性的影响,并对操作参数进行了优化。结果表明:在单因素变化情况下,反应单元进料温度升高,或苯酚/丙酮质量比降低,或丙酮至一段反应器比例增大,均会使双酚A收率和丙酮转化率增大;在一段、二段反应器进料温度分别为65,76℃,苯酚/丙酮质量比为15.0,丙酮至一段反应器比例为1.00的优化条件下,双酚A收率、丙酮转化率分别提高3.96,4.30个百分点。

基于ABAQUS软件ELBOW单元的LNG管道有限元模拟

本文运用ABAQUS软件中的ELBOW单元进行LNG管道有限元模拟,并与CAESAR II计算结果对比,最大应力出现在Π型弯下侧弯头处,差值比小于5%,可见ELBOW单元可用于管道应力分析。进一步分析了管道温度对应力的影响,结果表明,温度变化对二次应力和操作应力影响较大,对一次应力无影响。

基于Aspen HYSYS软件的柴油加氢改质装置流程模拟与优化

利用Aspen HYSYS软件,建立柴油加氢改质装置的全流程模型,通过考察反应器入口温度、氢油体积比和分馏塔塔顶石脑油采出量等操作参数对反应氢耗量、石脑油产量和质量的影响,在满足精度要求的基础上对操作参数进行模拟与优化。结果表明:提高改质反应器入口温度和氢油体积比有利于增加石脑油产量,但催化剂床层温度过高会影响催化剂寿命;提高分馏塔塔顶石脑油的采出量可升高石脑油干点、精制柴油闪点以及塔顶温度;在氢油体积比由1400降低至1200,石脑油干点由170.0℃升高至173.5℃的优化操作条件下,可节省中压蒸汽消耗量2.92 t/h,增加石脑油产量1.1 t/h。

PFC软件在建材矿山溜井落矿方面的模拟应用探讨

利用Itasca PFC(Particle Flow Code)软件对建材矿山的矿石溜井放矿过程进行模拟,通过对溜井内矿石运动模拟具体过程的详细分析,总结了矿石在溜井内的运动规律及其对井壁的冲击位置。通过模拟,优化溜井设计,提高溜井使用的安全性,减少对井壁的冲击损伤。并对利用PFC软件进行此类模拟的优势进行了探讨。