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桥面移动车辆横风气动特性数值模拟研究
1
作者
朱超
张佳明
+2 位作者
冯玉祥
马存明
陈旭骏
《振动与冲击》
北大核心
2025年第4期134-143,共10页
车辆的横风效应是影响大跨度桥梁桥面行车安全性和舒适性的重要因素,并直接关系到桥梁的正常运营,而当前关于车辆气动特性的研究却大多针对地面场景。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真平台,采用重叠动网...
车辆的横风效应是影响大跨度桥梁桥面行车安全性和舒适性的重要因素,并直接关系到桥梁的正常运营,而当前关于车辆气动特性的研究却大多针对地面场景。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真平台,采用重叠动网格技术同时模拟了集装箱货车在双箱梁桥面和地面上的真实运动,详细研究了桥面移动车辆在横风作用下的绕流流场和绕流气动力。结果表明:移动车辆在横风作用下的绕流特征主要与风速和车速所控制的合成风偏角有关;此外,与地面场景的模拟结果相比,桥面的存在显著降低了车辆的侧向力和横摆力矩,但在一定程度上增加了侧倾力矩,而且这种影响还与车辆在桥面上行驶的车道位置有关;最后,提出了桥面移动车辆气动力系数关于合成风偏角的经验公式以方便工程应用。
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关键词
风-车辆-桥梁系统
移动车辆
气动特性
计算流体动力学(
cfd
)
数值
模拟
重叠网格
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职称材料
段塞流对弯管瞬态冲击的三维CFD数值模拟研究
被引量:
3
2
作者
康竞澜
刘昉
+2 位作者
侯庆志
何军龄
林磊
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第23期322-329,共8页
在核电站和火电站管路系统中,来自上游的高压蒸汽可使管道中的凝结水团(段塞)加速运动,并在弯管、三通、阀门等非连续部位产生剧烈的冲击力,从而对管道造成严重破坏,影响电站的安全运行。针对管道中段塞运动的高维动力学特性,文章运用CF...
在核电站和火电站管路系统中,来自上游的高压蒸汽可使管道中的凝结水团(段塞)加速运动,并在弯管、三通、阀门等非连续部位产生剧烈的冲击力,从而对管道造成严重破坏,影响电站的安全运行。针对管道中段塞运动的高维动力学特性,文章运用CFD对单个段塞在含弯头空管中的运动与冲击过程进行了三维数值模拟研究,并将数值模拟结果与文献中的物理试验结果进行了比较。结果表明,CFD模拟的冲击压力时程曲线及压力峰值都与试验结果具有良好的一致性。同时,基于理论分析,提出并详细论述了冲击过程中压力随时间变化的三种趋势,并通过数值模拟验证了其正确性;通过分析段塞长度的时程变化,得到了段塞的质量脱落率曲线;基于数值模拟得到的段塞瞬时冲击速度,验证了简化的冲击压力理论计算方法,发现理论计算值与试验以及数值模拟结果基本吻合。这证明了CFD数值模拟的准确性以及冲击压力简化计算方法的合理性,二者在实际工程应用中具有指导意义。
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关键词
段塞流
弯管冲击
三维
cfd
数值
模拟
(
cfd
)
气液两相流
流体体积(VOF)
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职称材料
太阳能热水器内部流动性能正交模拟
3
作者
冯伟杰
张红
+1 位作者
李开春
陶汉中
《南京工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2011年第2期59-64,共6页
研究全玻璃真空管式太阳能热水装置内部的流动性能,分别针对有无反光板和具有不同长径比、倾斜角度以及集热管插管深的直流全玻璃真空管式太阳能热水器进行仿真模拟,以不同进口温度、质量流量以及输入热流模拟热水器的各种试验工况。采...
研究全玻璃真空管式太阳能热水装置内部的流动性能,分别针对有无反光板和具有不同长径比、倾斜角度以及集热管插管深的直流全玻璃真空管式太阳能热水器进行仿真模拟,以不同进口温度、质量流量以及输入热流模拟热水器的各种试验工况。采用正交试验效应计算方法,定量分析对集热管内循环流速、停滞区比值、漩涡数等流场指标起主要影响作用的因素。结果表明:对集热管内循环流速影响最大的是集热管下表面热流(约占绝对效应总和的26%)以及水箱入口温度(24%)。对集热管内停滞区比值影响最大的是集热管下表面热流,占25%,其次为集热管偏离垂直方向的角度,占15%。水箱入口初温和集热管长径比是对集热管内漩涡数影响最大的2个因素,分别占绝对总效应的36%和29%。因此等权重衡量各因素对集热器3个流场指标的影响差异,未来热水器结构改进的方向渐次为:增加反光板,减小长径比,降低入口温度,增加入口质量流速,增大倾斜角度,增加选择性吸收涂层吸收比,进而增加上表面热流,最后减小集热管插入深度。
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关键词
太阳能集热器
全玻璃真空集热管
正交设计
数值
模拟
(
cfd
)
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职称材料
综合管廊天然气泄漏扩散及监控方法优化研究
被引量:
20
4
作者
何乐平
唐爽
+2 位作者
胡启军教授
蔡其杰
石仁丹
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期43-50,共8页
为确定综合管廊内CH4探头的布设位置,提高天然气舱室内天然气管道运输的安全性,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法,研究管道压力等级、泄漏孔径、泄漏角度、通风速度、通风温度以及截面类型综合影响因素下的CH4泄漏扩散分布情况。...
为确定综合管廊内CH4探头的布设位置,提高天然气舱室内天然气管道运输的安全性,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法,研究管道压力等级、泄漏孔径、泄漏角度、通风速度、通风温度以及截面类型综合影响因素下的CH4泄漏扩散分布情况。结果表明:各影响因素下CH4扩散高度随纵向扩散长度的增加,先上升至管廊顶部位置,后迁移至舱室底部;当管道不处于舱室中心时,CH4探头应布设在距离管道更近的舱室壁上;当管道位于舱室中心时,在壁面两侧的任意一侧安装均可;探头沿舱室高度方向的布设位置应高于释放源0.6~1.6 m。
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关键词
综合管廊
天然气管道
泄漏扩散
CH4探头
计算流体动力学(
cfd
)
数值
模拟
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职称材料
题名
桥面移动车辆横风气动特性数值模拟研究
1
作者
朱超
张佳明
冯玉祥
马存明
陈旭骏
机构
广东省公路建设有限公司黄茅海跨海通道管理中心
西南交通大学桥梁工程系
西南交通大学风工程四川省重点实验室
上海振华重工(集团)股份有限公司
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第4期134-143,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52078438)
国家重点研发计划项目(2022YFC3005300)
交通运输行业重点科技项目2020-MS1-004。
文摘
车辆的横风效应是影响大跨度桥梁桥面行车安全性和舒适性的重要因素,并直接关系到桥梁的正常运营,而当前关于车辆气动特性的研究却大多针对地面场景。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值仿真平台,采用重叠动网格技术同时模拟了集装箱货车在双箱梁桥面和地面上的真实运动,详细研究了桥面移动车辆在横风作用下的绕流流场和绕流气动力。结果表明:移动车辆在横风作用下的绕流特征主要与风速和车速所控制的合成风偏角有关;此外,与地面场景的模拟结果相比,桥面的存在显著降低了车辆的侧向力和横摆力矩,但在一定程度上增加了侧倾力矩,而且这种影响还与车辆在桥面上行驶的车道位置有关;最后,提出了桥面移动车辆气动力系数关于合成风偏角的经验公式以方便工程应用。
关键词
风-车辆-桥梁系统
移动车辆
气动特性
计算流体动力学(
cfd
)
数值
模拟
重叠网格
Keywords
wind⁃vehicle⁃bridge system
moving vehicle
aerodynamic characteristics
computational fluid dynamics(
cfd
)numerical simulation
overset mesh
分类号
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
段塞流对弯管瞬态冲击的三维CFD数值模拟研究
被引量:
3
2
作者
康竞澜
刘昉
侯庆志
何军龄
林磊
机构
天津大学建筑工程学院
西北农林科技大学水利与建筑工程学院
苏州热工研究院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第23期322-329,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1508403)
国家自然基金项目(52079090)。
文摘
在核电站和火电站管路系统中,来自上游的高压蒸汽可使管道中的凝结水团(段塞)加速运动,并在弯管、三通、阀门等非连续部位产生剧烈的冲击力,从而对管道造成严重破坏,影响电站的安全运行。针对管道中段塞运动的高维动力学特性,文章运用CFD对单个段塞在含弯头空管中的运动与冲击过程进行了三维数值模拟研究,并将数值模拟结果与文献中的物理试验结果进行了比较。结果表明,CFD模拟的冲击压力时程曲线及压力峰值都与试验结果具有良好的一致性。同时,基于理论分析,提出并详细论述了冲击过程中压力随时间变化的三种趋势,并通过数值模拟验证了其正确性;通过分析段塞长度的时程变化,得到了段塞的质量脱落率曲线;基于数值模拟得到的段塞瞬时冲击速度,验证了简化的冲击压力理论计算方法,发现理论计算值与试验以及数值模拟结果基本吻合。这证明了CFD数值模拟的准确性以及冲击压力简化计算方法的合理性,二者在实际工程应用中具有指导意义。
关键词
段塞流
弯管冲击
三维
cfd
数值
模拟
(
cfd
)
气液两相流
流体体积(VOF)
Keywords
slug flow
elbow impact
3-D computational fluid dynamics(
cfd
)numerical simulation
gas-liquid two-phase flow
volume of fluid(VOF)
分类号
TV31 [水利工程—水工结构工程]
TB53 [理学—声学]
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职称材料
题名
太阳能热水器内部流动性能正交模拟
3
作者
冯伟杰
张红
李开春
陶汉中
机构
南京工业大学能源学院
江苏太阳雨太阳能有限公司
出处
《南京工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2011年第2期59-64,共6页
基金
江苏省科技支撑计划资助项目(BE2008140)
文摘
研究全玻璃真空管式太阳能热水装置内部的流动性能,分别针对有无反光板和具有不同长径比、倾斜角度以及集热管插管深的直流全玻璃真空管式太阳能热水器进行仿真模拟,以不同进口温度、质量流量以及输入热流模拟热水器的各种试验工况。采用正交试验效应计算方法,定量分析对集热管内循环流速、停滞区比值、漩涡数等流场指标起主要影响作用的因素。结果表明:对集热管内循环流速影响最大的是集热管下表面热流(约占绝对效应总和的26%)以及水箱入口温度(24%)。对集热管内停滞区比值影响最大的是集热管下表面热流,占25%,其次为集热管偏离垂直方向的角度,占15%。水箱入口初温和集热管长径比是对集热管内漩涡数影响最大的2个因素,分别占绝对总效应的36%和29%。因此等权重衡量各因素对集热器3个流场指标的影响差异,未来热水器结构改进的方向渐次为:增加反光板,减小长径比,降低入口温度,增加入口质量流速,增大倾斜角度,增加选择性吸收涂层吸收比,进而增加上表面热流,最后减小集热管插入深度。
关键词
太阳能集热器
全玻璃真空集热管
正交设计
数值
模拟
(
cfd
)
Keywords
solar collector
all glass evacuated collector tube
orthogonal design
numerical simulation(
cfd
)
分类号
TK515 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
综合管廊天然气泄漏扩散及监控方法优化研究
被引量:
20
4
作者
何乐平
唐爽
胡启军教授
蔡其杰
石仁丹
机构
西南石油大学土木工程与建筑学院
西南交通大学交通运输与物流学院
德阳市自然资源和规划局
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期43-50,共8页
基金
国家自然科学基金资助(51574201)
四川省教育厅科研创新团队资助(18TD0014)
文摘
为确定综合管廊内CH4探头的布设位置,提高天然气舱室内天然气管道运输的安全性,采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法,研究管道压力等级、泄漏孔径、泄漏角度、通风速度、通风温度以及截面类型综合影响因素下的CH4泄漏扩散分布情况。结果表明:各影响因素下CH4扩散高度随纵向扩散长度的增加,先上升至管廊顶部位置,后迁移至舱室底部;当管道不处于舱室中心时,CH4探头应布设在距离管道更近的舱室壁上;当管道位于舱室中心时,在壁面两侧的任意一侧安装均可;探头沿舱室高度方向的布设位置应高于释放源0.6~1.6 m。
关键词
综合管廊
天然气管道
泄漏扩散
CH4探头
计算流体动力学(
cfd
)
数值
模拟
Keywords
utility tunnel
natural gas pipe
leakage diffusion
CH4 sensor
computational fluid dynamics(
cfd
)numerical simulation
分类号
X937 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
桥面移动车辆横风气动特性数值模拟研究
朱超
张佳明
冯玉祥
马存明
陈旭骏
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
段塞流对弯管瞬态冲击的三维CFD数值模拟研究
康竞澜
刘昉
侯庆志
何军龄
林磊
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
太阳能热水器内部流动性能正交模拟
冯伟杰
张红
李开春
陶汉中
《南京工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2011
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
综合管廊天然气泄漏扩散及监控方法优化研究
何乐平
唐爽
胡启军教授
蔡其杰
石仁丹
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019
20
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职称材料
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