基于Morris筛选法的河水污染物混合长度相关参数敏感性分析

运用局部敏感性分析以及全局敏感性分析,分析了武南河二维水质预测MIKE 21模型的污染物排放浓度、降解系数、河流本底浓度以及河流流量等输入参数对混合长度预测结果的影响,并得到了不同参数的敏感性等级。采用扰动分析法进行局部敏感性分析后,用Morris筛选法对于局部敏感性分析中敏感性较小的参数数值进行不同组合后进行全局敏感性分析。全局敏感性分析结果表明,组合后各参数均为灵敏参数,且降解系数、污染物排放浓度以及河流流量在各个组合中表现出的敏感性均明显大于其参数相应变化率下的局部敏感性。通过对参数敏感性的探究,判断污染物混合区域的变化趋势,可为当地环境管理部门治理水环境提供理论支撑与指导。

再论普朗特混合长度理论

从世俗的现象比喻论、混合长度递增论和混合长度分区论,说明普朗特混合长度理论违背了流体力学的连续介质定义,违反了流体力学的相似法原理,用其一系列的理论和公式证明普朗特混合长度理论是一个错误的理论。

一种圆管紊流混合长度理论的修正

对普朗特混合长度理论在圆管紊流流动中的应用进行了修正。基于尼古拉兹的圆管紊流速度分布实验结果:在除管中心及其附近位置外的紊流核心区内精确符合对数分布,结合力平衡方程,得出混合长度表达式;考虑圆管紊流实际情况,对混合长度表达式进行合理假设并引入阻尼函数进行改进,形成适用于圆管不同半径位置处的混合长度计算公式,修正后的混合长度表达式在整个圆管半径范围内光滑连续。基于修正后的混合长度表达式,推导出圆管剪切速率分布函数,并得出速度分布沿半径是一条存在二阶导数的光滑曲线;对剪切速率分布函数进行数值积分,计算某一流动状态下的管道速度分布,与实验结果精确吻合,且在圆管中心位置和层流子层区边界不再存在速度突变,更符合流体实际流动情况。

输气管道气体置换混合长度变化规律研究

分析了管内二元气体的混合机理,对不同流速影响混合长度规律的三维数值模拟进行了研究。结果表明,在置换初始阶段,混合长度增长速率加大,随着置换距离的增加,增长速率减小;混合区浓度在轴向上为非对称分布,呈"头短尾长"特征;流速是置换的重要控制参数,湍流时的混合长度小于层流,但是进入湍流状态后,提高流速对减少混合长度的作用逐渐减弱。

关于普朗特混合长度理论的分析

应用分子运动理论,证明普朗特混合长度理论的立论根据是错误的,造成混合长度定义的前后矛盾,最终定义(微团的坐标)与当初假设(微团脉动的振幅)之间,其物理涵义互不相关,严重违反了相似原理,是一种主观杜撰出来的理论。导出来的公式又未能正确修改,存在着结构性的错误。同时列举了有代表性的例子,详细分析了混合长度理论的具体错误。最后得出结论:该理论从立论到得出对数率都是错误的,在科学上没有意义。

输气管道二元气体混合长度变化规律分析

运用模拟试验、平推流建模、数值计算与现场数据对比等手段,对输气管道二元气体的混合系数和混合长度进行了研究。在平推流模型求解过程中,为提高计算精度,将Taylor公式中的摩擦系数进行了修正。通过国内外10条天然气管道气体置换实例的对比分析,可知粗糙度对混合系数影响很小。同时,采用不同方法计算得出了二元气体的混合系数,Taylor-CW得出的混合系数平均比Taylor公式大1.1倍。在大管径、长距离、高流速的置换工况下,GR I(美国天然气研究所)公式混合长度计算结果与实测值误差较小。而对于小管径、短距离或者低流速的工况,用Taylor-CW公式能获得更真实准确的结果。

混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究

为研究玄武岩纤维长度对沥青混合料性能的影响,将不同长度纤维按照不同比例设计的9种组合分别掺入AC-13型沥青混合料中,并对沥青混合料进行高温稳定性、低温抗开裂性、水稳定性及抗疲劳、抗开裂性能的测试。结果表明:玄武岩纤维加入后,沥青混合料的各项性能均出现不同幅度增长;与单掺6 mm玄武岩纤维相比,混合长度玄武岩纤维对沥青混合料的抗疲劳性能和抗开裂性能改善最为明显,疲劳寿命和CTindex指标分别提高13.6%和32.8%。灰色关联度分析发现:3、6、9 mm玄武岩纤维的掺配比例为2∶3∶1时,关联度最高,其沥青混合料的综合性能达到最优。

管道气体置换混合长度变化规律研究

采用低雷诺数k-ε模型对输气管道气体置换过程进行二维数值模拟。研究结果表明:混合区浓度在轴向呈非对称分布,呈"头短尾长"特征;流速、管径、管道长度是混合长度的主要影响因素。混合初始,混合长度增长速率大,随着主流向下游流动距离的增加,增长速率减小;流速是混合长度的重要控制参数,湍流时的混合长度小于层流,流速对混合长度的影响在高雷诺数湍流时比较小;同一湍流流速下,混合长度随管径增加而增加;管径对混合长度的影响随湍流度的降低而增大;氮气-天然气混合长度比氮气-空气混合长度大1%—2%。

EGR混合长度对各缸不均匀性的仿真分析及优化

应用软件模拟某型电控单体泵柴油机的工作过程,研究因引入废气再循环(EGR)后进气歧管结构的改变对各缸EGR率差异的影响,找出EGR混合长度对各缸EGR率的影响规律,并结合喷油提前角的修正改善各缸排放的不均匀性。结果表明:适当地延长EGR混合长度能使各缸的EGR率差异减小,结合喷油提前角的修正能使各缸的排放更均匀,工作过程更平稳。

混合长度理论教学中的拓展性讨论

本文针对流体力学中混合长度理论的教学现状,以壁面剪切流动为对象,提出了对该理论进行拓展性讨论的教学方案,包括近壁面黏性和流向压强梯度效应,壁面粗糙度效应,以及波纹型壁面效应三个方面。通过拓展性的讨论,以期帮助学生建立对混合长度理论全面深刻的理解,使之具备准确选用该理论分析实际流动的能力。

基于改进的Prandtl-van Driest混合长度的湍流Poiseuille流动模型

两个平行板之间的湍流Poiseuille流是最简单的物理情况之一,此问题已经被深入的研究.本文提出了一种改进的Prandtl-van Driest混合长度模型,本模型同时满足边界条件和壁面阻尼效应.使用我们的新公式,我们可以求得问题的数值解,此外,本文还提出了平均速度的近似解析解.作为我们解决方案的应用,推导了湍流Poiseuille流的近似解析摩擦系数.

混合长度理论的改进及其在变物性传热中的应用

根据边界层理论,对管内变物性湍流强制对流换热控制方程组进行简化;并通过考虑湍流输运中的密度脉动,对传统的混合长度湍流模型进行改进,使之能同时适用于常物性流动和变物性流动。基于该计算模型,对管内超临界压力水湍流对流换热特性进行了数值模拟。计算结果表明,本文的计算模型能正确地反映出超临界工况下的变物性对流换热特征,换热系数预测值与相应实验数据符合良好,并且计算过程极为高效。

基于降解因素考虑下的污染物二维混合带长度计算公式修正研究

污染混合带长度是判断污染排口排污量对水环境影响程度及风险控制的重要指标之一,目前《环境影响评价技术导则地表水环境》(HJ/T2.3-2018)已给出污染混合带长度计算公式,但其推导过程中存在诸多简化条件,故导致计算精确度不高,实际应用性较差,需结合实际状况对其进行修正。以对流扩散公式为基础,对《环境影响评价技术导则地表水环境》(HJ/T2.3-2018)中混合带长度公式进行了解析分析,筛选出公式推导过程中未考虑的实际影响因素-降解项,并针对中心排污与岸边排污两种情况,利用有限容积法分析降解因子对长度公式的影响,得出对于中心排口排污形式,污染混合带长度在降解作用下呈增大趋势;而岸边排口排污情况下混合带长度无影响的结论。同时采用二维数学模型检验上述影响结论合理后,计算降解影响程度,并计算修正系数(a k),得出结论修正系数(a k)与降解系数存在三次方关系。

CO_(2)伴生气混合过程的数值模拟研究

低渗油气田CO_(2)驱生产后期,采出物是含有大量CO_(2)的伴生气,进一步生产过程需要对不同来源的伴生气进行计量及处理。针对这一过程,首先采用CFD建立了CO_(2)气质扩散流动的几何模型和数值模型,进而研究了现场工况条件下气质扩散距离,为在线色谱仪的安装位置提供了依据。研究结果表明,来自不同气源的CO_(2)伴生气进入混合管后没有立刻充分混合,而是沿着管长方向,两侧的速度逐渐变小,浓度差异也变小,扩散一段距离后发生明显的混合;方案B时,随气体流动速度和压力的增大,气质扩散混合均匀的距离也增大;方案分别为A、B、C时,在40、45及30 m左右CO_(2)和CH4质量分数达到稳定值,建议在此位置安装气相色谱仪,选择取样点进行测量。

玄武岩纤维沥青混合料长度级配设计

为提出一种准确、高效的设计沥青混合料纤维掺量的方法,运用电子计算机断层扫描(CT)图像技术,提取不掺玄武岩纤维的沥青混合料的结构特征参数,确定3 mm、6 mm和9 mm这3种长度的AC-13级配玄武岩纤维的最佳掺配比例。按照不同比例设计5种组合的玄武岩纤维掺量,分别将其掺入此级配的沥青混合料中,进行相关的沥青混合料性能试验验证。研究结果表明:3 mm、6 mm和9 mm这3种长度的AC-13级配玄武岩纤维最佳掺配比例为2∶5∶2。与不掺玄武岩纤维相比,此比例搭配下的玄武岩纤维沥青混合料高温稳定性能、低温性能和抗开裂性能提高显著。动稳定度和贯入强度分别提高了21.1%和28.9%,低温性能提高了39.3%,CT_(index)指标和断裂能分别提高了147.56%和21.9%。

管道氮气置换混合气体长度分析研究

采用一维氮气置换模型对管线内氮气置换过程进行分析,用Taylor、Taylor-CW、GRI这3种方法分别求解湍流扩散系数及相应的混合气体长度,并定量分析了弯头及管壁绝对当量粗糙度对混合气体长度的影响。

API函数在计算中英文混合字符串长度中的应用

在Visual Basic中,经常有些通过求字符串长度来编写程序,统计其中英文字符的个数。大多数人喜欢用Len()和LenB()函数,因为Len()函数可获得字符串长度,LenB()函数可获得字符串变量的字节数,但用这两个函数编的程序较长。而用API函数完成,除程序较短外,速度也快。

混合段长度对射流泵性能的影响

射流泵的内部流动情况复杂,而泵内流动情况的好坏直接关系泵的性能。试验中,发现不同测压点测得的增压值不同。文章运用数值模拟分析了射流泵内部的流动,分析了射流泵混合段长度对射流泵性能的影响,截取了射流泵出口段不同位置的速度分布图,为评价泵的特性提供了依据,同时也证明了试验中测量的正确性。

河流混合区长度计算的两种方法比较

文中介绍了河流混合区长度两种计算方法 ,并对计算方法和计算结果进行了对比 ,着重分析了计算方法特点、适用范围 ,以便在环境监测和环境影响评价等实际工作中应用。

平行微通道内气体混合过程的DSMC模拟

研究微通道中的气体混合是了解气体在微尺度下相关行为的重要内容,并且对于涉及微尺度下化学反应如燃烧问题的探索具有重要意义。利用直接模拟蒙特卡罗法(direct simulation Monte Carlo,DSMC),采用变软球(variable soft sphere,VSS)模型,数值模拟了高度为1μm的平行微通道中不同壁面调节系数和不同隔板厚度下CO、N2两种气体的混合过程。结果表明:增大壁面调节系数不仅可以缩短混合长度,还可以使混合过程向上游推进;隔板厚度的存在使得隔板末端附近出现很小的非平衡回流区域,并促进混合过程的进行;隔板厚度的增加对气体分子向另一组分上游的扩散影响较小但会缩短混合长度。