基于CFD与TRNSYS的圆形猪舍内环境控制研究

为了给寒冷地区密闭圆形猪舍提供内环境控制策略,试验以地处寒冷地区的张家口市某在建密闭圆形猪舍为研究对象,通过ANSYS FLUENT软件搭建计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,利用CFD模型计算猪舍在最低通风量标准条件下舍内污染气体质量浓度与风速分布,研究通风量对舍内污染气体质量浓度的影响;利用TRNSYS 17软件搭建猪舍温控仿真模型,以月舍温、月舒适时间占比和月暖通不保证率为评价指标,研究非供热策略、供热策略和调整养殖密度策略下猪舍全年通风量对舍内环境温度与舒适性的影响,筛选较为合适的猪舍全年温控策略,并对最适温控策略进行优化研究。结果表明:在圆形猪舍内每60°布置一组送、排风侧立管的“上送侧排”通风方案中,污染气体浓度随通风量增大而降低;在全年最低通风量[0.35 m~3/(h·kg)]标准条件下,养殖区域猪只背部高度平面的平均风速为0.3 m/s,猪只呼吸高度平面NH_(3)、H_(2)S、CO_(2)质量浓度最大值分别为1.02,0.021,525 mg/m~3,上述参数均满足猪舍养殖环境要求,即通风量、污染物浓度、猪只吹风感之间得到较好平衡。调整养殖密度策略比供热策略的全年平均月舒适时间占比高1.5百分点,全年平均月暖通不保证率低0.2百分点;调整养殖密度策略在夏季的平均月舒适时间占比比非供热策略高4.3百分点,月平均舍温低0.3℃,因此育肥猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度更为合适。猪舍采用调整养殖密度策略调节猪舍温度时,将5,9月份的通风量从0.50 m~3/(h·kg)提升至0.68 m~3/(h·kg),使这两个月份的月平均舍温均下降2.3℃,月暖通不保证率分别从1.6%和7.2%下降至0.9%和3.6%,月舒适时间占比分别从35.9%和26.1%提升至70.4%和59.4%;夏季采用遮光板辅助降温措施可使午间猪舍温度降低0.3~1.2℃,使猪舍温度更加舒适。说明应用新风全热交换器和湿帘-风机系统并适当调整通风量或养殖密度可以达到密闭圆形猪舍的环境控制要求。

艺术作品整体性、流畅时体与身体图式——论梅洛-庞蒂在审美时位与审美时间意识域之间的纠结

梅洛-庞蒂以流畅时体为出发点,对乐器演奏者身体的运动觉与身体图式进行审美时位构成分析,并把流畅时体与艺术作品整体性的空间构成彻底贯通、对应起来,把审美前摄视为审美时间意识域的生产者,规避了回忆、反思对审美滞留的干扰。同时,他还把流畅-整体对置思想落实在绝对同时性构成方式之上。他的纠结在于:现象学还原或认识还原的弊端,容易造成审美生活意义与其他意义的混淆;没有自觉地把审美时体的流畅性视为审美生活的关键显现状态之一;不再使用“时间意识”或“审美时间意识域”这样的整体概念,对审美时位的构成分析显得见树不见林。

Fluent与Patran的接口实现及其在船舶力学中的应用

结合当前Fluent和Patran软件的特点,并针对船舶力学计算、流固耦合分析等的需要,阐述了两者接口开发的重要性。还对Fluent和Patran接口的功能、开发过程做了详细的介绍,并给出了应用的算例说明,对接口在船舶力学中的应用做了有启发性的展望。

基于Fluent/Matlab的制冷时长对地下水源热泵性能的影响

通过搭建Fluent/Matlab协同仿真模型,将地上热泵系统与地下抽灌井群连接起来,动态地研究制冷时长对热泵性能参数的影响。研究表明,制冷时长不同,地下温度场的变化程度也不同,从供暖角度分析,制冷期越长,制冷机组COP及系统的能效比越大,冬季系统运行效果越好,地下含水层冷水锋面与热水锋面的中和越明显,对热贯通的阻滞效果越好,对地下含水层温度场修复效果越明显。但从制冷角度分析,制冷时长越短抽水温度越低,对制冷越有利。因此,制冷时长的影响应综合分析。

纵向通风在超长隧道中排烟效果的研究

采用FDS耦合Fluent进行数值模拟的方法,研究了过江电缆隧道火灾过程,以及火灾结束后的全隧道排烟过程,分析了以设计断面风速为2.2m/s时进行全隧道排烟期间的烟气流动规律。结果表明,在纵向通风气流作用下,防火墙仅在通风5min前对烟气阻挡;在全隧道排烟中,通风气流不断推动烟气前进,同时烟气浓度被稀释。对于不同长度的隧道排烟时,存在临界隧道长度,若隧道长度小于临界长度,实现烟气安全浓度依赖于通风气流把烟团推出隧道;若隧道长度大于临界长度,烟气在被推动到临界长度时已降低到安全浓度以下,无需再继续排烟到排风口处。据此得出了不同隧道长度下所需排烟时间。

基于Fluent对脱硫废水喷雾干燥技术的研究

旁路喷雾干燥零排放技术日益受到关注,以江苏某燃煤电厂安装的喷雾干燥塔作为研究对象,使用计算机软件ICEM以及Fluent对塔内脱硫废水液滴的传热传质过程进行研究,分析了烟气温度、烟气速度、废水流量、液滴初始速度和初始粒径的影响。研究表明,烟气温度越高,烟气速度越大,废水液滴的蒸发速度越快,完全蒸发所需时间就越短;液滴初始粒径越大,废水流量越大,液滴完全蒸发时间越长;液滴初始速度对其完全蒸发时间影响不大,在对旋转雾化器选型时,应主要考虑废水流量以及产生的液滴粒径大小。

基于Fluent对“罐装冷冻可乐冰箱内爆炸”的研究

利用Fluent软件的凝固融化模型对可乐结冰的过程进行数值模拟研究,得到了温度场分布、固液比例;据此再借助气体状态方程、亨利定律研究了二氧化碳性能确定了爆炸的主导因素,给出了安全的冷冻时间;并实验予以验证.该研究的结果对罐装可乐的改进提供了意见.

开放性粉尘时空分布的数值模拟研究

工程爆破常在开放空间中进行,因其产生的粉尘会对爆源周围环境造成影响,所以受到了广泛关注。为阐明工程爆破产生的粉尘的时空分布特征,基于相似性原理建立了二维几何模型,使用ANSYS Fluent仿真软件对爆破粉尘在不同环境风速下的时空分布进行了数值模拟。结果表明:在静风状态下,近尘源区域中的爆破粉尘自由缓慢扩散,空间分布范围小;当环境风速分别为1、2.45、5、10m/s时,粉尘粒子均随气流扩散,且风速越大,粉尘粒子运移越快,空间分布范围越广;在近壁面区,受壁面摩擦影响,气流形成一涡旋卷吸区,涡旋卷吸区内粉尘浓度高,停留时间长,是高污染区,也是爆破粉尘防治的着力点。

深冷处理温度场的试验与模拟研究

以直径为Φ6 mm、Φ12 mm、Φ18 mm、Φ24 mm的W9Mo3Cr4V高速钢棒料为例,采用热电偶测量4组圆棒中心温度场和冷透时间,以Pro/E、Workbench和Fluent软件为基础进行试件温度场的数值模拟,取4组试件中心节点温度场的模拟数据与试验数据,将各点数据的拟合曲线进行对比,下降趋势一致且降温时间吻合;采用配对样本t检验的方法检验4个点处的样本值,t值均落于置信区间内,可以认为数值模拟结果能正确地反映出试件实际深冷过程中芯部温度的变化情况,其结果是可靠的。

沥青路面洒水降温影响及方案研究

针对城市热岛效应问题,路面洒水能有效且环保地降低道路温度,从而缓解城市热岛效应。为研究沥青路面洒水降温影响因素及方案,进行室内洒水试验,分析沥青路面在风速、单次洒水量等影响因素变化下的洒水降温效果。并采用Fluent有限元软件结合质交换准则建立沥青混凝土路面模型,分析辐射吸收率和空气湿度等影响因素。根据以上结果探究一天内路面不同情况的最佳洒水次数和洒水时间。结果表明:1)风速、单次洒水量和辐射吸收率均会影响路面洒水降温的幅度和持续时间;空气湿度会影响路面洒水降温的持续时间,但对降温幅度的影响甚微;2)Fluent有限元软件结合质交换准则一定程度上能模拟洒水蒸发降温的过程;3)路面在不同情况下洒水次数有所差异,多情况叠加时考虑最不利情况。

不同臭氧接触池性能的CFD模拟

利用计算流体力学(CFD)技术,通过对不同结构臭氧接触池流场的模拟和累积停留时间的计算,分析研究了不同结构臭氧接触池的性能。结果表明:接触池内存在明显的回流现象和短流现象,当在接触池内增加挡板后回流区域和短流现象都有减弱。尽管有竖直挡板时和没有竖直挡板时臭氧接触池的流场不同,但是它们的停留时间分布差别较小,这说明停留时间分布不只是受到流场的单一影响。但是在水平方向增加挡板后,对停留时间分布产生很大影响:停留时间的分布范围变小,T10值得到明显提高。

单开口有限空间自然通风特性及其影响因素研究

通风是保障有限空间内作业人员安全的技术手段。以单开口有限空间为研究对象,采用CFD数值模拟的方法分析了单开口有限空间自然通风的流场特性,计算了自然通风的通风风量和有毒有害气体浓度降低的速度,并研究了外界风速、外界风向、有限空间内有毒有害气体组分、有限空间类型4种因素对单开口有限空间自然通风效果的影响。结果表明:自然通风过程中,外界风速越大,通风风量越大,单开口有限空间内有毒有害气体浓度降低的速度越快;对于进出口位于上部的单开口有限空间,在自然通风的过程中,相对于重质气体,轻质气体浓度降低的速度较快;相对于地上有限空间,地下有限空间自然通风的通风风量小,有限空间内有毒有害气体浓度降低的速度慢,实际通风时间需适当地延长。

泥沙吸附重金属污染物的数值模拟研究

为研究分相模型中泥沙颗粒吸附重金属的过程,以Langmuir等温式为基础,将泥沙相和重金属相看作两相,通过步进法和UDS方法两种计算方法对泥沙颗粒的吸附过程进行了数值模拟。首先利用Fluent软件将组分输运模型与UDS法相结合,模拟了7种湍流模型下的泥沙吸附过程,所得结果与Langmuir模型对比,验证了该方法的可行性,并选出了吻合度最高的模型。其次,应用选出的模型对不同含沙量、不同粒径泥沙颗粒吸附量和镉离子水相浓度变化趋势进行了模拟。结果表明:含沙量直接影响水体的吸附作用,含沙量越小,吸附作用越弱,吸附速率越慢,浓度小于一定限度时水体吸附作用可忽略不计;不同粒径泥沙在水体中的吸附作用差异明显,但并不能决定泥沙吸附量;UDS方法和步进方法在考虑粒径的影响时计算的吸附量不同,从吸附量的角度来看UDS法更加贴切,从到达动态平衡的角度来看步进法更加吻合。

基于灰色时序模型的蒸馏装置腐蚀预测

利用灰色GM(1,1)模型预测蒸馏装置腐蚀的宏观变化趋势,再利用时间序列模型对灰色模型的预测误差进行预测。利用灰色时间序列组合模型对蒸馏塔塔顶换热器入口分布管弯头的管壁厚度进行预测并与实际测量值进行比较,该模型比仅用灰色模型预测效果更好。最后利用灰色时序模型对弯管使用寿命进行了预测,为设备检修提供参考依据。

基于时间步长自适应技术的海上浮基风电平台绕流数值模拟分析

圆柱绕流问题对于研究海上浮基风电平台在波浪和海流作用下的动力特性以及开发深海风能具有重要的理论和工程应用价值,很多不可压缩流体力学数值模拟方法都基于圆柱绕流的实验或计算结果进行验证。基于自适应时间步长理论及小雷诺数(Re=100)情况下,采用有限体积法,借助FLUENT软件中的用户自定义(UDF)功能,通过二次开发在FLUENT中实现圆柱绕流的数值模拟,并对计算结果与先前的研究结果作了比较,依此来验证时间步长自适应技术和精细边界层网格设计的合理性。计算结果表明了该方法能有效获得准确的流体动力学参数并提高数值模拟计算精度,为该领域的深入研究提供依据。

基于流程工业的故障诊断专家系统设计

本文介绍了一种用于复杂流程工业的故障诊断实时专家系统的设计和实现。在知识库结构上采用一种多层次、多元组织结构,有利于专家知识的组织和对知识库的维护;知识表达中引入时序因素,便于对系统连续状态的考察;对专家知识的访问采用优化设计,减少了知识访问时间。综合以上因素提高了诊断的求解效率,改进了系统的实时性。本系统的工业应用实践表明,诊断效果良好,响应速度快,满足了实时诊断的要求。

铸焊工艺极耳插入汇流排过程仿真研究

铅酸蓄电池汇流排铸焊工艺过程主要包括三个方面,即汇流排的充型过程、极耳插入汇流排过程以及铸焊工艺凝固过程。利用FLUENT软件对其中的极耳插入汇流排过程进行了仿真分析,探究了插入速度、插入延时、插入深度等工艺参数对极耳/汇流排铸焊接头质量的影响。

潜油电泵叶轮压力脉动特性分析

为提高潜油电泵的稳定性,对潜油电泵压力脉动进行了研究。通过建立两级潜油电泵内部流场,进行在偏离设计工况下的非稳态数值模拟。任意选取叶轮相邻两叶片间流场设置监测点,对求解得到的两级叶轮流场压力脉动系数进行时域和频域分析。结果表明:从叶轮入口到出口,沿中心流线压力脉动幅值逐渐升高;在同一半径监测点处的压力脉动系数,工作面高于非工作面。除此之外,随着时间推进都出现8个相似波形,且主频为轴频或倍频。通过对压力脉动系数的研究,详细的分析两级叶轮流道中压力脉动大小分布以及影响因素。通过分析得到潜油电泵叶轮流场压力脉动受导壳中导叶叶片对叶轮动静干涉影响较大,并且大小与离脉动源的距离有关。

新型净化器的室内不同位置PM_(2.5)净化时间预测模型研究

现今空气净化器的使用大多依赖于个人习惯,既不能确定空气净化器的最佳运行方式,也不能使室内人员处得到优先净化。为了实现室内人员位置处在净化器的使用过程中得到优先净化的目的,本文在净化器无仰角和最大风速(3 m/s)下采用实验结合模拟的研究方法,用实验数据验证和完善模型,通过对模拟结果PM的净化时间数据的深入讨论和分析,研究净化器的运行模式对室内不同位置净化时间的影响,并为建立净化时间预测模型总结归纳回归资料;采用SPSS软件对回归资料进行多元线性/非线性回归分析的基础上,建立净化时间预测模型,同时利用模拟结果对预测模型进行准确性验证。研究表明:该模式下PM净化时间与各影响因子之间呈非线性关系,与房间面积及其平方、房间长宽比及其平方、PM初始浓度及其平方、人员距离呈负相关。与房间面积和房间长宽比乘积、房间面积和PM初始浓度乘积、房间面积和人员距离乘积、房间长宽比和PM初始浓度乘积、PM初始浓度和人员距离乘积、人员距离的平方呈正相关;房间面积对人员处净化时间的影响贡献率最大,为30.08%,人员距净化器的距离对人员处净化时间的影响贡献率最小,为20.07%。可见改变房间面积对净化时间的影响最大;当房间面积固定时,房间长宽比对于PM净化时间的影响程度最大,由25.01%增加到35.76%;PM初始浓度贡献率次之,由24.85%增加到35.54%;人员距离的贡献率最低,由20.07%增加28.70%。可见,房间长宽比和PM初始浓度对PM净化时间的影响程度更显著,故在净化器实际使用过程中,应着重考虑PM初始浓度和房间长宽比的影响。

送风仰角55°、大风速下净化器PM2.5净化时间预测模型的研究

为达到空气净化器对室内人员处进行优先进化的目的,研究者在净化器送风仰角55°、大风速(3m/s)下采用实验和模拟相结合的方法,利用Fluent软件建立物理及数学模型,并使用实验数据验证模型的准确性,通过数值模拟分析得到PM_(2.5)浓度下降至15μg/m^(3)的时间(以下简称PM_(2.5)净化时间),研究了净化器在实际运行过程中对房间各区域处PM_(2.5)净化时间的影响,并利用SPSS软件对影响结果进行多元线性回归分析,进而建立PM_(2.5)净化时间预测模型。研究表明:房间面积为72m^(2)的工况下,当送风方向为0°,人员夹角为150°时平均净化时间最长,0°时最短,150°较0°平均净化时间上升了1.39%。当送风方向为45°,人员夹角75°时平均净化时间最长,135°时最短,135°较75°平均净化时间下降了9.67%。当送风方向为90°,人员夹角30°时平均净化时间最长,0°时最短,30°较0°平均净化时间上升了2.57%,随着送风方向角度的增加,平均净化时间由最初的整体上升趋势变为先上升后下降到最后趋于稳定;PM_(2.5)净化时间与各影响因子之间呈线性回归关系,与房间面积、PM_(2.5)初始浓度、人员距离呈正相关,与送风方向、房间长宽比、人员夹角呈负相关;PM_(2.5)初始浓度和房间面积的影响因子贡献率之和为89.06%,具有显著的影响,当房间尺寸和PM初始浓度固定时,吹风角度的贡献率由初始的3.28%增加到67.35%,由此表明,适当的增大吹风角度可减少净化器运行过程中的PM_(2.5)净化时间;净化器在房间面积为72m^(2)、房间长宽比2.5、PM_(2.5)初始浓度为50μg/m^(3)工况下的净化时间不均匀系数最高,为0.056,对PM_(2.5)颗粒物净化最不均匀;在房间面积为90m^(2)、房间长宽比2.5、PM_(2.5)初始浓度为150μg/m^(3)的工况下达到最低,为0.015,对室内PM_(2.5)颗粒物净化最均匀。研究PM_(2.5)的净化时间预测模型可为空气净化器实现人员处优先净化和气流组织的智能控制奠定基础。