电介质的微空气隙中电场的计算

针对固体介质中不同微空气隙形状(球体,椭球体)内部电场计算问题,将其简化为计算均匀电场中介质球、介质椭球内的电场,应用电介质极化原理,得到了微空气隙内部电场分布的数值解。数值计算结果表明:气隙内的场强总要比固体内的场强高得多,而气隙的介电强度比固体介质低,所以当加至一定电压时,在固体介质击穿之前,总是在空气隙内先开始放电,从理论上解释了固体内部发生局部放电的原因。     

超高压输电线路工频电场分析的比例边界有限元方法

为精确研究超高压输电线路在复杂工况下的工频电场,采用比例边界有限元方法,在建立相应的电场计算模型基础上,利用变分原理并通过比例边界坐标变换,推导出工频电场的比例边界有限元方程、电位求解公式及电场求解公式,分析了超高压输电线路在穿越较复杂地形时的工频电场,探讨了超高压输电线路下存在介质块对工频电场的影响,并将算例计算结果与其他数值方法进行了比较.结果表明,比例边界有限元方法精度高、计算工作量小.     

考虑冷却水速度分布特征的凝汽器数值模拟计算

在管壳侧分别建立多孔介质数值模型的基础上,提出一种将管侧多孔介质模型计算所得冷却水速度分布注入到壳侧多孔介质模型的方法,实现凝汽器管壳侧流动与传热的耦合计算。在Fluent平台上开发了读取管侧冷却水速度分布和将其注入到壳侧的自定义程序,并对某600 MW机组表面式凝汽器进行了管壳侧耦合数值模拟计算。结果表明:该耦合计算方法是可行的,基于管侧冷却水速度分布不均的凝汽器性能数值模拟更符合实际。     

PIN型非晶硅太阳电池中的空间电荷效应──太阳电池光致性能衰退的计算机模拟

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池进行计算机数值模拟。结果表明，经光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池的空间电荷效应主要表现在ｉ层中正空间电有的增加，使电场分布向ｐ＋／ｉ结面集中，在靠近ｎ＋／ｉ结附近区域内出现准中性区（低场＂死层＂），导致有源区内光生载流子收集率的减少和电池性能因光的长期辐照而衰退，支持了光辐照下电池中电场分布的改变（空间电场效应）是引起电池性能衰退的物理机制。但在薄ｉ层的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池中空间电荷对电池内电场调制的体效应已很微弱，这是该电池结构可获得高稳定性能的原因。     

滤层仿真参数的确定

将计算流体力学成功地引入到滤清器研究领域。该应用对边界条件、计算模型、控制参数及网格质量方面都有严格要求。本文根据流体流动的基本规律,结合应用在滤层多孔介质区域三维流场的计算,提出了气体在滤层区域的参数确定方案,为进行滤清器仿真设计奠定了基础。并在实验台上对仿真结果成功进行了验证。     

烟气脱硫系统中热管式换热器流动阻力计算

热管换热器的阻力降问题涉及到其研发、设计、应用以及防腐措施等方面，是热管式换热器研究的一个重要方面。文章尝试使用换热器局部数值模拟、宏观多孔介质模拟以及传统经验公式，用三种不同的计算方法对换热器的流动阻力进行计算，并对其结果进行比较和相互验证，较全面地描述热管式换热器宏观和局部的流动阻力场，为包括脱硫腐蚀研究在内的有关热管换热器的进一步研究提供参考。     

大型电站锅炉炉内温度场的数值试验研究

运用计算机辅助优化数值试验方法对大型电站锅炉内温度场的特性进行了基础性研究，通过对炉内介质辐射传热的三维数值模拟，得出锅炉炉内温度场分布的相应规律。多数数值试验的计算结果和实际的现场测试结果吻合较好。     

两层多孔介质燃烧器的数值模拟

通过一维数值模拟研究了预混气体在两层多孔介质燃烧器内的燃烧特性,着重研究两层多孔介质燃烧器中的超绝热燃烧和火焰的稳定区域。结果表明,预混气体在两层多孔介质内可以发生一定程度的超绝热燃烧,贫燃极限可以扩展到0.45。两层多孔介质能够在较宽的流速范围内将火焰稳定在它的交界面上。数值预测的最小和最大火焰传播速度与实验取得了相同的趋势,其火焰传播速度至少是自由空间中的3倍。     

等效渗透系数在非均质含水层渗流计算中的应用

基于等效渗透系数理论和渗流计算模型,采用IGW软件对渗流方向与层状渗流介质成某一角度时的实例进行了数值模拟计算。研究结果表明:对于成层介质中的渗流计算,可用等效的各向同性的均质含水层代替不同透水性介质组成的层状岩土层。研究结果为工程设计提供了理论依据。     

大型锅炉炉膛三维流场微机数值模拟计算

本文在研究了３００ＭＷ锅炉炉内流场计算的基础上，提出了适合中、小规模计算机的三维流场计算方法，为大型数值模拟计算在微机上应用提供了方便。     

正庚烷/空气着火过程的多时间尺度模拟

针对零维均质正庚烷/空气在定压条件下的着火过程,采用多时间尺度(multi time scale,MTS)的方法进行数值模拟.研究结果表明,正庚烷/空气的着火过程涉及到广泛的时间尺度.针对这一特性,引入了MTS方法,在计算过程中对具有不同特征时间的组分采用不同计算步长进行数值积分,从而高效精确地模拟着火过程.对不同初始条件下着火过程的数值实验表明,MTS算法不仅能够保证整个计算过程的精度,同时也能大大提高计算的速度.该方法可以应用到化学反应流的直接数值模拟中,可极大地提高计算速度.     

基于虚拟热源法的热力管道散热量研究

热力管道在输送供热介质时,管道的散热量会直接影响供热介质的能量品质,造成热源的浪费。基于虚拟热源法,得出了热力管道稳态时的散热量与管道直径、保温条件、土壤导热系数及埋深有关,在管道施工阶段散热量只是埋深的单一函数关系。利用有限元原理对构建的模型进行了数值计算。结果表明:埋深对管道散热量有显著的影响,计算机数值方法计算的散热量比解析解计算的散热量大约4.5%。     

水平电场对薄层探测能力分析

时频电磁法是近年来发展起来的一种新型的电磁勘探方法,其发展前提是可控源音频大地电磁测深技术(CSAMT)和长偏移距瞬变电磁测深技术(LOTEM),它一次采集即可同时获取频率域和时间域的电磁信号,目前已广泛应用于深部矿产资源的勘探以及油气勘探等领域。从麦克斯韦方程组出发,结合边界条件,推导出了时频电磁法所满足的一维层状介质情况下的时间域和频率域的水平电场方程,并利用正余弦变换进行数值模拟。以三层介质为例,探讨了随薄层电阻率大小变化的水平电场分量Ex对薄层的探测能力。数值模拟结果显示,时频电磁法测深对低阻薄层的分辨率很强,对高阻层的分辨能力比低阻薄层弱;频率域电磁法测深对高阻薄层的分辨能力要强于时间域电磁法测深,时间域电磁法测深对低阻薄层的分辨能力强于高阻层。     

多孔介质层内同轴管式井下换热器的相似解

对多孔介质层内同轴管式井下换热器的自然对流传热过程进行了数值模拟。通过对井下换热器分段并依次在局部采用对流相似解法对其周围遵循Ｄａｒｃｙ定律的多孔介质层内自然对流过程进行了近似求解，得到了有关多孔介质层物性参数对井下换热器热输出影响的规律。     

竖直埋管换热器热响应半径简化计算方法

基于半无限空间均匀介质线热源传热模型,在大量数值计算分析基础上,提出竖直埋管换热器热响应半径的简化计算方法。计算方法考虑了土壤热物性、系统运行时间和钻孔布置方式等因素。计算结果表明,对于钻孔单排、双排和多排布置情况下,本文方法的计算结果与理论解之间最大相对误差分别为3.51%、2.96%和2.76%,满足工程要求。针对实际地源热泵系统运行时常根据需要采用昼夜和季节间歇运行工况的情况,给出系统运行时间的计算方法。为便于工程应用,分别计算单排、双排和多排(三排以上)钻孔布置方式下不同岩土介质竖直埋管换热器热响应半径随时间的变化曲线,绘制出计算图表,为工程应用提供理论依据和方法。     

基于神经网络的变压器动触头结构分接开关优化研究

结合变压器分接开关内绝缘介质和场域的特点,采用ANSYS软件构建了分接开关绝缘板二维数值计算模型,分析了绝缘结构中的油隙及中心轴参数对电场分布的影响,并通过神经网络构建了绝缘板参数输入一输出模型.实现了变压器动触头绝缘板结构参数最优化设计.     

火灾中木耳燃烧特性及数值模拟

从基础研究角度出发,针对湖南衡阳“11．3”特大火灾事故的重要可燃物木耳,应用符合ISO 9705标准的ISO ROOM装置对其进行全尺寸实验研究,并测量包括热释放速率、质量损失速率、房间内温度场、组分浓度等多个参量．同时对该过程进行了计算机数值模拟,计算结果与实验数据具有较好的一致性,为下一步对衡阳“11．3”整个火灾场景进行数值模拟研究提供了基础．     

PIN型非晶硅太阳电池中的空间电荷效应——太阳电池光致性能衰退的计算机...

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经高强度光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池进行计算机数值模拟。结果表明，经光辐照过的ＰＩＮ型非晶硅太阳电池的空间电荷效应主要表现在ｉ层中正空间电荷的增加，使电场分布向ｐ＋／ｉ结面集中，在靠近ｎ＋／ｉ结附近区域内出现准中性区（低场“死层”），导致有源区内光生载流子收集率的减少和电池性能因光的长期辐照而衰退，支持了光辐照下电池     

一种精确计算电弧炉短网电抗的混合计算方法

短网是电弧炉非常重要的设备,其电气参数的优劣直接影响到电弧炉的运行性能和使用寿命。短网结构复杂、计算困难,传统的基于解析近似计算方法已不能满足工程应用的需要。利用工频磁场数值仿真在计算电气回路电感方面的优势,通过在短网首尾端构造虚构导体形成回路,应用磁场数值仿真计算回路电感和解析算法计算首尾端虚构件电感,并通过推导混合算法获得交流电弧炉短网三相电抗,避免通过解析近似算法计算短网各相自感和相间互感,其准确性在国内实际工程中得到验证。     

纳米流体在螺旋通道中数值模拟的研究进展

纳米流体作为一种新型高效的换热介质,其在螺旋通道中的应用被广泛研究。尤其是通过单相和两相模型对其流动及传热特性进行数值模拟,是研究热点。介绍了单相模型中纳米流体物理参数的计算关联式,包括密度、比热、黏度及导热系数等,并分析了不同关联式对同一参数计算结果的影响;总结了单相模型下纳米流体在螺旋通道中的流动及传热特性,并与两相Lagrangian-Eulerian及Mixture模型下得到的结论进行对比分析;展望了未来研究的发展趋势。