引水工程深埋长隧洞施工中通风特性数值模拟

为了解决传统方法不能准确模拟隧洞中风流方向和温度分布的问题,本文提出一种引水工程深埋长隧洞施工中通风特性数值模拟方法。根据引水工程深埋长隧洞施工的工况建立三维模型,通过GAMBIT软件对基于该模型的隧道划分网格结构,分析该网格结构下的通风特点及方式;采用三维紊态RNG k-ε湍流模型对引水工程深埋长隧洞施工中的通风特性进行分析,对不同工况下的引水工程深埋长隧洞的通风情况进行数值模拟,得到最终通风特性数值方程,实现数值模拟。实验结果表明:该方法可以准确模拟隧洞中风流的方向和温度分布,其划分精度随网格数量大幅度增加,平均划分精度高达85%。能够为构建引水工程深埋长隧洞施工管理提供依据。     

大型鸡舍诱导通风系统温度和浓度分布

针对我国集约化养鸡场存在的氨气浓度高、气流组织不佳的问题,根据有限体积法,建立了某一智能鸡舍诱导通风系统的数学模型和物理模型,设置相应的边界条件,采用Airpak软件进行数值模拟,分析了诱导风机的布置参数及鸡舍中空气流动速度、温度以及氨气浓度等因素,研究结果表明,鸡舍中诱导风机的下倾角为15°,纵向间距为12 m,横向间距为7～7.5 m时,采用诱导通风方式能有效解决鸡舍内温度过高与氨气浓度过高的问题,达到良好的通风效果,对改善鸡舍环境品质有显著作用。     

室内通风优化的三维数值分析

对典型的地下室通风进行了数值模拟,模型采用紊流的k-ε双方程模型,得到在气流影响下有固定污染源的室内浓度分布,并分析比较了三种送排风方式下的通风效率,得出在送风量一定的方式下排污效率较高的通风方式,从而为通风优化设计提供了一定的参考。     

巷道通风预测的非定常解析系统的开发

研究开发了一种用于地下通风巷道网络的非定常预测解析系统,解析系统包含了巷道外气候的季节变化及巷道壁的围岩与巷道内气流的热传递关系对预测解析的影响因素。采用差分法计算巷道围岩内的温度分布,在自然通风条件下,使用某隧道口的一年间季节变化的实测数据,对一地下通风巷道网络模型进行了预测解析。解析结果表明,该预测解析系统能时时刻刻同时详细地计算地下通风巷道的风量,温度,湿度等通风参数,解析得到的有关通风参数是合理的。     

深海管道稳态流动非均匀温度场研究

为了研究深海管道稳态流动非均匀温度场,利用GAMBIT软件建立了单层管道几何模型并划分网格,利用FLUENT软件对管道在稳态流动时的非均匀温度场进行了数值模拟,对网格独立性进行了分析,确定了合理的网格划分方式,得到了管道沿程温度曲线。通过对比数值模拟与理论公式计算得到的原油温度结果,对FLUENT模型进行了验证,最后进行了管道温度场参数化分析。研究结果表明,稳态流动时管道沿程温度逐渐减小,温度梯度也逐渐减小,原油入口温度、入口流速、保温层厚度及保温层外壁与海水的换热系数均影响管道温度场的分布。研究为管道的非均匀温度效应研究提供参考。     

瓦斯分布与风量及瓦斯涌出量关系的数值模拟

煤矿瓦斯事故频发,危害严重,用计算机模拟矿井掘进巷道中的瓦斯分布与积聚是优化通风方案的重要手段.本文根据流体动力学理论,对局部通风掘进巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析了在风量和瓦斯涌出量变化的情况下瓦斯体积分数的分布规律.结果表明,当风量和瓦斯涌出量成比例变化时,低体积分数区域的瓦斯大致按比例变化,高体积分数区域的瓦斯体积分数并不是成比例变化.     

瓦斯分布与风量及瓦斯涌出量关系的数值模拟

煤矿瓦斯事故频发,危害严重,用计算机模拟矿井掘进巷道中的瓦斯分布与积聚是优化通风方案的重要手段.本文根据流体动力学理论,对局部通风掘进巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析了在风量和瓦斯涌出量变化的情况下瓦斯体积分数的分布规律.结果表明,当风量和瓦斯涌出量成比例变化时,低体积分数区域的瓦斯大致按比例变化,高体积分数区域的瓦斯体积分数并不是成比例变化.     

杨村煤矿通风系统优化改造研究

为解决杨村煤矿通风系统出现的通风巷道阻力大和北翼采区需风量大幅增加等问题,采用了现场调查测试的方法,对杨村煤矿通风阻力进行了现场实测,找出了矿井的阻力分布规律,发现南、北翼公共进风段和回风段阻力较高。根据矿井的发展规划和当前通风系统存在的问题,提出了四种井下降阻改造方案。应用通风模拟结算软件MVENT,分别对四种改造方案进行通风系统网络模拟解算,综合分析确定最优的改造方案。根据模拟结算结果,方案4扩修-273轨道运输大巷,并且北翼采区风量向南翼分流,风量为1 000 m~3/min,完全满足《煤矿井工开采通风技术条件》所规定的安全要求,综合分析后确定为杨村煤矿最优降阻方案。     

配风比对燃油燃烧器燃烧过程影响的数值模拟

模拟燃烧器不同配风比状况下的燃烧器内温度场分布,分析燃烧器燃烧过程的火焰结构温度。模拟结果表明：配风比为一次风量（G1）占总风量（G）的30％,二次风量（G2）占总风量的70％时,火焰结构和火焰温度分布最合理。     

夜间通风建筑关键设计参数优化分析

本文运用数值模拟分析方法对夜间通风建筑的关键设计参数进行了灵敏度和匹配关系分析.首先,以实验建筑为原型,利用能耗模拟软件Energyplus建立了一栋实际建筑的分析模型,通过室内空气环境数值模拟结果与实测结果的比较验证了数值模型的准确性.随后,探讨了通风开口面积、通风量和蓄热量对室内环境的影响,研究结果表明:1)对于本论文的模型,窗口面积和通风量近似呈线性关系;2)在特定的蓄热量下,窗口面积并非越大越好,存在使室内环境最舒适的最佳窗墙面积比;3)蓄热量与室内舒适度之间有良好的相关性,两者成对数关系;4)通过大量的数值模拟,得到了通风量和蓄热量之间的匹配关系图,并由此获得了每种蓄热量情况下的最佳通风量.     

地铁列车活塞风对站台空气环境影响的数值模拟

通过对典型岛式站台在不开启机械通风系统闭式运行的情况下,单列车进、出站过程中流场分布的三维数值模拟,分析了流速对候车乘客舒适性的影响,计算了活塞风所造成的站台通风量,分析了其对改善空气质量所起的作用. 结合模拟及分析的结果,提出了未来地铁站台环控系统设计应当考虑的问题.     

坡度对隧道拱顶烟气最高温度影响的数值模拟与实验研究

为研究坡度及隧道通风状况对城市隧道拱顶最高温度的影响,本文通过数值模拟和实验研究等手段,对0~3 m/s纵向通风风速下,坡度为0~±5%的城市地下隧道内拱顶最高温度的分布进行了研究;通过数值模拟和实验研究验证了无坡度时、Kurioka隧道顶棚最高温度理论模型,同时提出了坡度存在时该模型的修正模型.     

哈尔滨地区办公建筑夜间机械通风影响因素

为降低空调系统的运行能耗,根据哈尔滨地区夏季室外气候特点,选出代表该地区夏季典型气候的3 d对办公建筑应用夜间机械通风室内热环境进行模拟分析.利用EnergyPlus模拟分析换气次数、夜间通风开启时间和围护结构对夜间通风效果的影响.结果表明:在常规空调运行风量范围内,换气次数越大,夜间通风开启时间越长,室内空气温度和围护结构内表面平均辐射温度下降速度越快,夜间通风效果越明显.重型墙体与轻型墙体相比,由于夜间通风周期短,通风效果的差别不大.     

基于元胞自动机的集约化矿井调风模型分析与仿真

针对高度集约化矿井采掘接替快,通风系统分支需风量变化频繁的现状,建立了分支风阻调节、风机变频调节及两者结合的自动化调节模型.以某矿局部通风系统为原型,分析确定了最小余数分支并对其风量进行监测,计算出关联分支的风量,实现对风网分支风量的全面监测判断.当某分支需风量变化时,在通风网络中建立元胞自动机模型,计算出最佳关联分支风阻的调节方案;将核定需风量代入风网进行迭代解算,反演计算出关联分支的调节风阻,通过风网解算超前验证预期的调节结果.根据分支核定的需风量迭代解算出风网总需风量,在风机特性曲线库中查找所需风机运行频率,实现调节过程的超前模拟.开发了通风系统关键分支需风量自动化调节软件,仿真验证了分支需风量变化时关联分支风阻、风机频率与两者结合调节方法的可行性.     

四平矿通风系统安全评价与分析

从矿井通风系统、进回风井筒数量及各采区分布、通风系统工艺流程、矿井风量分配四方面对矿井通风系统危险源进行了全面分析;主要建立了矿井通风系统的通风系统预先危险性分析表,提出了综合评判评价通风系统的理论及构想,最后给出了综合评价方法在矿井中的应用实例。     

车辆舱环境空气含氧量的通风计算分析

针对车辆运转耗氧导致登陆舰车辆舱内含氧量低,计算柴油车辆发动机耗氧,并基于全面通风计算方法,考虑送风、排风温差对全面通风方程影响,建立内有强热源的车辆舱环境空气含氧量的理论计算模型.并结合某车辆舱实况,采用该含氧量模型计算在无通风、有通风条件下,车辆舱内空气含氧量、空气温度随时间变化规律,并对比分析温差修正前后的计算结果.研究结果表明:在已知送风参数条件下,计算得到了人员在车辆舱内安全工作时所需的通风量;风量一定情况下的车辆舱内含氧量变化规律;以及在不同风量下温差修正的系数、而且温差修正系数随着温差增大而不断增大.为分析及防止车辆舱内工作人员缺氧提供了理论计算参考.     

矿井通风网络可靠性的定量分析与评价

以网络流理论和统计学原理为指导，分析了神华集团大柳塔煤矿通风网络风流变化趋势，找出了风量分布规律，建立了风路中风量分布密度函数；应用极大似然方法，验证了风量分布函数量化参数值的合理性；基于不交化最小路集算法建立了通风网络可靠性评价模型，并给出了具体建模步骤．所有解算过程都是在MATLAB6．X和VC＋＋6．0环境下实现的．结果表明，定量分析所获得的各类指标值反映了大柳塔煤矿通风网络可靠性评价实际．     

非通风控制燃烧的火灾中窗羽流的温度分布特性

为研究非通风控制燃烧的火灾中窗羽流的温度分布特性,通过数值模拟和实验研究的手段对起火房间为非通风控制燃烧时窗羽流的温度分布特性进行了研究,探讨了火源功率和建筑外窗宽度对窗羽流温度分布特性的影响,得到了羽流中心断面量纲一的最高温度随高度的变化规律.研究结果表明:随着外窗宽度的增加,窗羽流呈现出贴附羽流的特性,羽流高温区接近外立面,火灾向上层蔓延的危险性加大.外窗宽度较窄时,不同高度断面上中心羽流温度的水平分布接近于高斯分布,最高温度远离外立面.由于卷吸特性的不同,窗羽流中心断面最高温度随高度的变化趋势介于线羽流和轴对称羽流之间.     

主动通风式高效保温隔热外墙的传热模拟研究

采用CFD模拟方法,分析夏季工况下对室内排风进行再利用的主动通风式高效保温隔热外墙的传热过程,并对墙体内空气间层的速度与温度分布展开讨论.比较研究了不同空气间层通风量与外墙面温度对墙体隔热性能的影响.结果表明:该墙体具有很好的隔热特性,运行过程中能通过流动空气层带走90%以上的传入热量;同时空气间层能有效降低内侧墙体温度,利于减小室内墙面热辐射,改善室内舒适度;增大墙体通风量能显著提高墙体热阻,增强墙体隔热性能.通过拟合分析得到了空气间层平均风速与墙体热阻值的线性回归方程.     

基于CFD模拟的禽合内气流组织方式优化

在全球变暖的气候变化中,蛋鸡的热应激爆发使鸡蛋的生产率降低,传统通风方式即上送侧回通风方式所提供的环境已无法满足需要.大规模的鸡舍需要新型通风方式,以提供安全和均匀的室内环境,舒适的环境会给蛋鸡的采食和产蛋带来巨大收益.本文采用了一种新型通风方式即置换通风方式,该方式可使新鲜的空气经位于笼子底部的进风口进入到蛋鸡舍内,并经设在屋顶上的排风口排出房屋.利用计算流体力学(CFD)模型,模拟比较了鸡舍置换通风方式和传统通风方式下夏季的空气交换效率和热环境.结果 表明,与传统通风方式相比,置换通风方式能提供更均匀、更舒适的鸡舍热环境.