Numerical Simulation of a Batch-Type Reheating Furnace

A numerical analysis of a batch-type reheating furnace with and without thermal load was carried out using the Computational Fluid Dynamics technique. The furnace has two premixed burners and methane is used as fuel. Previous to the numerical experiments, a mesh convergence test was carried out and the average internal furnace temperature and the exhaust gases temperature were monitored as function of the number of cells in the discretized system. The influence of the Air/Fuel ratio, the position of the burners, and the thermal load on the average internal temperature, the exhaust gases temperature, and the molar fraction of methane and oxygen in the exhaust gases was numerically explored.

机动车尾流区CO_2扩散特征的数值分析

为了研究车辆运动过程中尾流区排放污染物的扩散情况,通过CFD软件FLUENT6.1.22TM中湍流模型和组分输运方程对单辆货车尾流区内的气流速度、湍流动能和排气管排放的CO2浓度的分布进行了模拟.通过模拟结果与风洞实验的数据对比验证了模拟结果的适用性.分析了车速、排气管出口温度和湍流动能对货车尾流区内CO2扩散过程的影响,结果表明,由于出口直径和流速相对较小,排气管射流对尾流区流场的影响不明显;在排气管出口处CO2的浓度梯度最大,且随着与车尾距离的增加浓度迅速减小;尾流区内CO2在x、y、z3个方向上的浓度变化速度均随车速的增加而增加;且在尾流区内相同位置处,车速越大CO2浓度越低;排气管出口与外部环境温差对污染物扩散的影响仅局限于距离车尾0.75倍车长范围内;湍流动能最大值出现在尾流区内,有利于CO2的稀释和扩散.

实际大气条件下汽车尾气扩散的模拟与观测

根据大气风向频率特征,提出风向频率加权(WDFW)方法,结合求解三维N-S方程、传热传质的对流扩散方程和k-ε湍流模型来预测实际大气条件下局地大气流动和污染物扩散规律,并与现场采样分析结果进行对比.结果表明:数值模拟结果和观测数据吻合较好;污染物浓度在尾气管后部的1～4 m范围内迅速衰减,且其扩散特征主要受尾气排放速率和排气浓度的控制,在更远的区域则主要受环境气象条件的影响;但在排气管轴向近于人的呼吸带高度,即使距离尾气管较远,污染物浓度也是较高的.

公路收费站污染物扩散数值模拟方法

为了研究公路收费站区域机动车排放污染物对空气污染的影响,提出了基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法。该方法根据收费站的实际规模,建立全尺寸CFD三维仿真模型。以Navier-Stokes方程为基础,采用标准k-ε湍流模型,综合考虑风速、风向、气温、地形、交通量和收费模式等因素,对收费站区域内污染物扩散进行数值模拟。论文采用系统动力学方法建立交通仿真模型,模拟车辆到达、排队、缴费、离开等运行特征,可计算出不同交通量和收费模式下车辆经过收费站的平均停留时间,据此计算收费站污染物的排放源强。论文以渝黔高速公路某收费站为例,运用该数值模拟方法计算收费亭附近的CO浓度,并与实地监测数据相比较,二者吻合较好,表明该方法具有一定应用价值。

关于机动车几何嵌入对城市街谷影响的研究

文章基于机动车几何体嵌入建立了城市街谷内空气流动和污染物分布模型,应用FLUENT 6.3进行了数值模拟,将尾气排放模化为速度输入边界条件,探究了不同来流风速下,街谷内流场和污染物分布。结果表明:机动车空间几何模型的构建更为细致地模拟了街谷近地层的空气流动及污染物分布。由于车辆模型的嵌入,街谷近地面污染物浓度不再呈现单调一致的变化规律;当来流风速为0.3 m/s时,在横向车辆之间局部子涡的影响下,污染物浓度呈增大-减小-增大的趋势;当来流风速增至1 m/s时,近地层污染物浓度先增大后减小,道路中部污染物浓度达到最大;随着来流风速的进一步增大,即3 m/s和5 m/s工况下,街谷内的风场环境由来流风占主导,污染物浓度自迎风面至背风面呈宏观上增大,在背风面有小幅衰减,污染物浓度最大值出现在背风侧机动车道。研究可为预测城市街谷近地层内污染物分布提供依据。