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环境风作用下主辅机共塔型空冷系统的数值模拟研究 被引量：1
1
作者 李高潮 赵强强 +7 位作者 万超 范烨 杨凯旋 荆涛 姚兆林 崔元永 肖文博 师进文 《热力发电》 北大核心 2025年第2期135-144,共10页
通过数值模拟研究主辅机共塔间接空冷塔系统在夏季常规工况下不同环境风向、风速对机组流动换热特性的影响。结果表明:环境风速从4 m/s增至16 m/s,迎风扇段压力增加,两侧扇段则压力降低,背风扇段内侧压力升高形成高温区,并在风速大于8m/... 通过数值模拟研究主辅机共塔间接空冷塔系统在夏季常规工况下不同环境风向、风速对机组流动换热特性的影响。结果表明:环境风速从4 m/s增至16 m/s,迎风扇段压力增加,两侧扇段则压力降低,背风扇段内侧压力升高形成高温区,并在风速大于8m/s时高温区会减少,外侧压力降低,迎风背风段的压力变化大于两侧扇段,主机扇段总换热量降低,辅机扇段缓慢增加且受环境风影响较小;在不同环境风向下,当风向角为0°和180°时被遮挡的塔换热量会大幅升高,风向角为45°和135°时,两塔之间的部分扇段被阻挡,被遮挡的塔换热量会相对小幅降低,主机扇段的换热量最大值出现在环境风被完全遮挡的方位,辅机扇段换热量最大值出现在环境风向角90°处,即正对辅机扇段的方位。 展开更多
关键词 空冷系统 主辅机共塔 环境风速 环境风向 数值模拟
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防隔水煤柱定向爆破应力转移机理及参数优化设计
2
作者 刘少伟 郭泽政 +1 位作者 冯超 牛帅 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转... 目的针对内部存在断层的防隔水煤柱在采动影响下应力场持续变化对其稳定性和工作面安全开采造成极大威胁的问题,方法以鹤壁中泰矿业有限公司3309工作面为工程地质背景,采用理论分析、正交试验和FLAC3D数值模拟试验,研究定向爆破应力转移保护防隔水煤柱的影响因素以及不同切顶深度和切顶角度下防隔水煤柱内部应力分布特征。结果结果表明:随着切顶角度和切顶深度增加,垂直应力集中区逐渐向深部转移,但当切顶深度和切顶角度达到一定数值后,继续增加切顶角度或切顶深度对应力集中区位置及垂直应力峰值影响不再明显,对比不同方案防隔水煤柱内部测线数据可知,当切顶深度为15 m、切顶角度为15°时,应力集中区距回风巷距离最远,最远距离为19.76 m,应力峰值最小,最小值为15.65 MPa。结论采用定向爆破技术可以实现切顶卸压应力转移,能够阻断回风巷上覆岩层与防隔水煤柱周边岩层的联系,将防隔水煤柱靠近回风巷一侧应力向深部转移,以减少采动对防隔水煤柱的影响;现场工业性试验结果验证了选定方案切顶深度15 m、切顶角度15°的合理性,防隔水煤柱内部实现了应力转移,选定方案的成功应用有效提高了防隔水煤柱的稳定性,能够满足安全生产要求。研究结果可为类似地质条件下内部存在断层的防隔水煤柱的应力转移保护提供参考依据。 展开更多
关键词 定向爆破 应力转移 断层 数值模拟 防隔水煤柱 正交试验
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新旧混凝土锯齿界面参量对抗剪性能的影响机制
3
作者 梁为民 成磊 岳高伟 《混凝土》 北大核心 2025年第6期60-66,共7页
混凝土结构的修补加固已经成为一个重要的工程领域,为考察切槽下黏结锁固的新旧混凝土抗剪强度曲线与裂纹演化规律,进行了新旧混凝土进行力学参数的提取,提供了1种建立精细化混凝土模型的方法。结合数值模拟的方法进一步研究了距加载面... 混凝土结构的修补加固已经成为一个重要的工程领域,为考察切槽下黏结锁固的新旧混凝土抗剪强度曲线与裂纹演化规律,进行了新旧混凝土进行力学参数的提取,提供了1种建立精细化混凝土模型的方法。结合数值模拟的方法进一步研究了距加载面为3.5 cm、5.5 cm、7.5 cm、9.5 cm、11.5 cm的不同距离的单切槽与0°、16°、30°、41°、49°的不同法向角的独立及连续切槽下的新旧混凝土叠合体剪切峰值应力与破坏形态。结果表明:三角形锯齿切槽下新旧混凝土叠合体剪应力-剪切变形曲线由弹性阶段、第一弹塑性阶段、第二弹塑性阶段、脆性断裂阶段、残余强度阶段5个部分组成。微观裂隙在新旧混凝结合面以剪坏为主,在锯齿以拉坏为主。切槽位置的变化及三角形切槽角度的变化都会对峰值应力有影响,随着切槽位置远离受力面,新旧混凝土结合面的抗剪强度会降低。在独立及连续锯齿切槽下试块的抗剪强度都随着切槽法向角的增大而增大,且当法向角在40°~50°时有着显著提升。微观裂隙更加分散,独立裂隙增多,宏观裂纹有向混凝土结合面向内部的发展趋势。 展开更多
关键词 新旧混凝土 界面 直剪 剪切破坏 数值模拟
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风向对路堑周围风沙流场影响的数值模拟
4
作者 石龙 王玉竹 +1 位作者 韩峰 薛春晓 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期131-137,共7页
为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻... 为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻塞效应致使前者略微高估了路堑周围的风速。路堑内部沉沙区面积、路堑对气流的扰动能力和路堑内部的积沙量与风向角呈正相关。风向角β≤30°,路堑内部未观察到循环泡,风向角β>30°,路堑内部可观察到明显的循环泡,且随着风向角的增大其面积呈递增趋势。本质上,风向角的减小相当于减缓路堑边坡坡率,进而减少其内部的积沙量。路堑内部沙害程度与风向角呈正相关,为减轻风积沙对线路的危害,路堑应以小风向角穿越风沙地区,有条件时风向角宜控制在30°以内。 展开更多
关键词 路堑 风沙流场 风向 现场测试 数值模拟
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基于DPM-VOF耦合的高铅渣底吹还原炉内多相流动数值模拟
5
作者 闫红杰 黄正宗 +2 位作者 郝澳 夏韬 刘柳 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期607-620,共14页
高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行... 高铅渣底吹还原炉内天然气-熔体或载气-熔体-煤粉构成的多相体系复杂行为与熔炼效率和系统产能紧密相关。本文基于DPM-VOF耦合模型,研究了工业尺度的高铅渣底吹还原炉内分别以天然气和煤粉为还原剂的气-液两相流和气-液-固多相流复杂行为。结果表明:天然气作还原剂时,炉膛两端熔体流速平缓,喷枪区域流速剧烈,呈“脉冲状”分布;喷枪附近压力呈两侧大、中间小的“V”字形分布;喷枪区域压力波动剧烈,虽可强化气液搅拌过程但易造成喷枪损坏和熔体喷溅。采用煤粉作还原剂时,煤粉从喷枪喷出后最初分布在气团内部和气液交界面处,随后扩散至熔池中上部和烟气区域;熔池内煤粉分布在0.25~0.85 m深度范围;喷枪附近煤粉浓度相近,均未出现沉积现象。 展开更多
关键词 底吹还原炉 多相流 DPM-VOF模型 数值模拟 直接炼铅工艺
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大跨度游泳馆结构风荷载数值模拟研究
6
作者 孙香红 史忠冉 +1 位作者 纪颖颖 陈涛 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期22-30,共9页
为了研究体型复杂的大跨度游泳馆结构在风荷载作用下的风压变化规律,以西安某大跨度游泳馆结构为研究对象,采用风荷载数值模拟方法,对该游泳馆在不同湍流模型、不同风向角工况下的屋盖表面平均风压系数变化展开研究,分析湍流模型和风向... 为了研究体型复杂的大跨度游泳馆结构在风荷载作用下的风压变化规律,以西安某大跨度游泳馆结构为研究对象,采用风荷载数值模拟方法,对该游泳馆在不同湍流模型、不同风向角工况下的屋盖表面平均风压系数变化展开研究,分析湍流模型和风向角对游泳馆屋盖结构的影响;然后考虑不同区建筑物对该游泳馆平均风压系数的影响,分析得到其影响规律。结果表明:不同湍流模型对游泳馆屋盖的平均风压系数影响较小;在90°和270°风向角下,游泳馆整体模型的屋盖表面平均风压系数变化梯度平缓,平均风压系数基本维持在-0.5左右,而在其他风向角下,平均风压系数变化梯度明显;游泳馆屋檐凹进去的部分平均风压系数很小,甚至出现正风压的情况,而凸出来的弧形部分负风压较大;来流由低往高走时,前方较低矮的B区和C区对A区形成缓坡结构,有效抵挡了部分气流,从而降低了A区的风压,使得平均风压系数变化梯度相对平缓。 展开更多
关键词 大跨度结构 风荷载 数值模拟 风向角 平均风压系数
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不同节理开度及连通率下非贯通节理岩体剪切力学特性研究
7
作者 王刚 李洪奇 刘廷方 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期607-617,共11页
结合室内直剪试验和数值模拟手段,研究不同节理开度、节理连通率和法向应力下的非贯通节理岩体宏细观剪切力学行为,系统分析剪切应力-剪切位移曲线和峰值剪切强度、法向位移-剪切位移曲线、应力演化等特征。结果表明:①非贯通节理岩体... 结合室内直剪试验和数值模拟手段,研究不同节理开度、节理连通率和法向应力下的非贯通节理岩体宏细观剪切力学行为,系统分析剪切应力-剪切位移曲线和峰值剪切强度、法向位移-剪切位移曲线、应力演化等特征。结果表明:①非贯通节理岩体剪切应力-剪切位移曲线均存在明显峰值,且基本会经历压密阶段、裂纹扩展阶段、峰后破坏阶段和残余摩擦阶段,各工况下剪切曲线形态可划分为峰前上升峰后爬升型(Ⅰ型)、峰前上升峰后阶梯型(Ⅱ型)和峰前台阶峰后爬升型(Ⅲ型);②峰值剪切强度与节理开度、节理连通率呈负相关关系,与法向应力呈正相关关系,峰值法向位移与节理开度、最终法向位移与节理连通率均呈负相关关系,峰值法向位移、最终法向位移均随法向应力的增加而减少;③岩桥未贯通破坏前,节理端部及裂纹延伸处会产生应力集中现象,随着节理连通率、节理开度的增加,应力集中程度增加,岩桥贯通破坏形成剪切断面后,应力集中于断面处。 展开更多
关键词 非贯通节理 节理开度 节理连通率 直剪试验 数值模拟
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矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置模拟及其应用
8
作者 岳建华 滕小振 +3 位作者 习丹阳 张河瑞 吴晓康 鲁凯亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期564-571,共8页
煤矿井下直流电法超前探测是探查掘进工作面前方含导水构造的主要方法之一,现场实际应用时多采用基于球壳理论发展出来的三极超前探测装置,近年来许多学者对该装置的探测精度与分辨率产生了质疑,且该装置井下施工时需布置无穷远电极,进... 煤矿井下直流电法超前探测是探查掘进工作面前方含导水构造的主要方法之一,现场实际应用时多采用基于球壳理论发展出来的三极超前探测装置,近年来许多学者对该装置的探测精度与分辨率产生了质疑,且该装置井下施工时需布置无穷远电极,进而造成施工效率低和成本高等问题。为提高直流电法超前探测精度和现场施工效率,提出了矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置,通过理论研究、数值模拟和实测数据分析相结合的方式,对偶极-偶极装置的探测能力进行研究。首先,建立全空间地电模型对直流偶极子源的电场分布特征进行正演模拟,证明了该方法在直流电法超前探测中的可靠性与可行性。然后,通过设置均匀全空间地电模型和含不同形状低阻异常体的地电模型进行数值模拟,对比分析了单极-偶极与偶极-偶极装置的超前探测效果及对低阻异常体的响应特征。最后,通过现场试验,获得了掘进巷道工作面前方的电性响应特征,采用瞬变电磁超前探测方法进行对比分析,得到工作面前方5~45 m内有一处低阻异常,经钻探验证该异常属实。结果表明:采用矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置可以有效地探查掘进工作面前方的低阻异常体,且该方法探测精度和施工效率高,节省了大量的人力和物力,具有理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 矿井直流电法 超前探测 偶极-偶极装置 数值模拟 响应特征
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相邻圆柱/斜坡及其展向间距对平板流动转捩影响的直接数值模拟
9
作者 凌伟豪 王志恒 +2 位作者 黄文林 孙中国 席光 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第8期32-41,共10页
针对相邻粗糙元对平板转捩的影响尚未阐明的问题,基于直接数值模拟研究了由圆柱和斜坡两种形状组成的展向相邻粗糙元布局诱导平板边界层发生的转捩。粗糙元采用嵌入边界法进行解析,两种形状的粗糙元展向间距分别设为2.5h、5h,h为粗糙元... 针对相邻粗糙元对平板转捩的影响尚未阐明的问题,基于直接数值模拟研究了由圆柱和斜坡两种形状组成的展向相邻粗糙元布局诱导平板边界层发生的转捩。粗糙元采用嵌入边界法进行解析,两种形状的粗糙元展向间距分别设为2.5h、5h,h为粗糙元高度。结果表明,强扰动的斜坡会主导发卡涡破碎、转捩的起始点以及平均流向脉动流输送的能量,不考虑斜坡时,展向间距的减小能有效促进转捩。不同形状粗糙元间的耦合作用会产生比相同形状粗糙元下更强的非线性相干结构。斜坡的强扰动主要是对相干结构的壁法向、展向两种脉动波产生贡献,而不是流向脉动波。适当小的展向间距所加强的不同形状相邻粗糙元间的耦合作用,有利于中心位置处非线性结构的演化,并且这种非线性结构可由全频带内的若干线性模态进行近似。当展向间距适当时,不同形状的粗糙元会在近下游的某个位置产生非线性结构的低频共振,这极大地增强了非线性结构的演化。 展开更多
关键词 直接数值模拟 线性模态 相干结构 粗糙元
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基于LBM的多分散颗粒-气泡湍流碰撞频率的直接数值模拟研究
10
作者 杨学松 陈冬琴 +3 位作者 王云琳 李哲 邢耀文 桂夏辉 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2692-2703,共12页
浮选是细粒矿物提质除杂的重要手段,但面临微细粒回收率低的难题。湍流是强化微细粒浮选的必要条件,但其多尺度碰撞及调控机制尚未明晰。尤其对于多分散颗粒/气泡体系,传统的浮选理论与现代工业应用之间存在一定的差距。以湍流中多分散... 浮选是细粒矿物提质除杂的重要手段,但面临微细粒回收率低的难题。湍流是强化微细粒浮选的必要条件,但其多尺度碰撞及调控机制尚未明晰。尤其对于多分散颗粒/气泡体系,传统的浮选理论与现代工业应用之间存在一定的差距。以湍流中多分散颗粒-气泡碰撞行为为研究对象,采用各向同性湍流直接数值模拟(DNS),并结合碰撞动力学理论,以径向相对速度和分布函数为分析突破口,研究了大尺度涡输运-微尺度涡局部富集效应下的湍流碰撞特性,及其尺寸效应对碰撞过程的影响。研究发现:多分散效应和惯性作用导致点粒子直接数值模拟结果与经典Saffman&Turner模型预测值存在明显差异,明确了经典理论在预测多分散体系中的局限性,强调了高保真预测多分散颗粒气泡体系中湍流特征与理想碰撞频率的必要性。在大涡输运和微涡富集的竞争协调作用下,提高湍流耗散率和增大微细颗粒-气泡直径是提高多分散颗粒和气泡理想碰撞频率的有效途径。另外,随着颗粒-气泡尺寸离散度的增加,大涡输运作用被增强,但微涡局部富集效应被削弱。因此存在最佳离散度可实现较高的多分散粒度的颗粒-气泡群碰撞频率。这表明调控浮选过程中的颗粒-气泡尺寸分布对提高分选效率具有重要意义。阐明了大尺度涡湍流输运效应与小尺度涡局部富集效应的竞争协同作用下颗粒-气泡碰撞机理,为现代浮选颗粒-气泡矿化理论提供了丰富的理论支持。 展开更多
关键词 浮选 湍流 多尺度涡 直接数值模拟 碰撞频率
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不同出口状态对液氢泄漏后液态氢和低温云团扩散的影响
11
作者 李雪华 邢志祥 +3 位作者 杨克 徐谦 吴洁 刘烨铖 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期116-123,共8页
为了弥补目前液氢泄漏后液态氢和低温云团扩散分布研究的不足,探讨泄漏压力(0.3~0.9 MPa)、泄漏口径(0.125~0.5 m)和泄漏方向(水平/竖直)对液氢泄漏扩散的影响。研究结果表明:泄漏口径固定时,液态氢分布仅与泄漏流量及障碍物距离相关;... 为了弥补目前液氢泄漏后液态氢和低温云团扩散分布研究的不足,探讨泄漏压力(0.3~0.9 MPa)、泄漏口径(0.125~0.5 m)和泄漏方向(水平/竖直)对液氢泄漏扩散的影响。研究结果表明:泄漏口径固定时,液态氢分布仅与泄漏流量及障碍物距离相关;水平泄漏时,压力或口径增大会使低温云团水平扩散距离增加,竖直方向扩散变化受泄漏流量与浮升力竞争影响呈不确定性;竖直泄漏时,口径增大会显著提升低温云团竖直扩散距离,水平方向扩散变化受泄漏流量与风速耦合作用影响暂不明确。研究结果可为液氢泄漏风险评估及安全防护设计提供参考。 展开更多
关键词 液态氢气 低温云团 数值模拟 泄漏压力 泄漏口径 泄漏方向
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柴油/液氨双直喷喷雾特性数值研究
12
作者 谢欣宇 周梦妮 +2 位作者 董东升 张尊华 韦一 《船海工程》 北大核心 2025年第4期121-126,共6页
基于CFD软件CONVERGE,利用大涡模拟(LES)方法建立柴油/液氨喷雾模型,基于建立的喷雾模型对缸内高压直喷柴油/液氨喷雾的雾化过程进行数值模拟研究,结果表明,喷雾模型可准确预测缸内高压双直喷喷雾的宏观特性,将喷射间隔从0.2 ms提高到0.... 基于CFD软件CONVERGE,利用大涡模拟(LES)方法建立柴油/液氨喷雾模型,基于建立的喷雾模型对缸内高压直喷柴油/液氨喷雾的雾化过程进行数值模拟研究,结果表明,喷雾模型可准确预测缸内高压双直喷喷雾的宏观特性,将喷射间隔从0.2 ms提高到0.6 ms,柴油经历充分雾化,使得双直喷喷雾对碰后具有更好的雾化效果,而在特定喷射间隔下(Δt=0.4 ms),由于液氨较高汽化潜热带来的局部低温,使得柴油喷雾未得到充分雾化,阻碍了液氨喷雾的轴向发展,喷雾贯穿距减小近10%,抑制了双直喷喷雾的雾化过程。 展开更多
关键词 液氨喷雾 双直喷 数值模拟
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冲击方向影响下“天然”破裂砂岩强度特性研究
13
作者 石浩 张后全 +3 位作者 宋雷 李明 林钢 陆鹏举 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期274-286,共13页
研究冲击方向影响下“天然”破裂砂岩强度特性保障地下工程结构的长效稳定具有重要意义。首先通过双轴压缩模拟试验获取“天然”分布的裂隙,并分析不同围压下裂隙的分布特征;然后,对“天然”分布裂隙进行提取,对其整体旋转0、90°、... 研究冲击方向影响下“天然”破裂砂岩强度特性保障地下工程结构的长效稳定具有重要意义。首先通过双轴压缩模拟试验获取“天然”分布的裂隙,并分析不同围压下裂隙的分布特征;然后,对“天然”分布裂隙进行提取,对其整体旋转0、90°、180°及270°并移植至SHPB(split hopkinson pressure bar)颗粒流数值模型;最后,通过模拟动力加载研究“天然”破裂砂岩的冲击强度与双轴压缩强度、裂隙分布信息、冲击方向等因素之间的对应关系。结果显示:1)当双轴压缩围压较低时,试件滑移面相对清晰;随着围压的增加,滑移面的识别难度加大。2)随着双轴压缩轴压水平及围压的增加,试件冲击强度及其对应的时间基本均呈减小趋势;冲击强度大于20 MPa的试件,其应力–时间曲线在峰前弹性阶段的切线斜率基本一致。3)当冲击方向与双轴压缩最大主应力方向垂直时,裂隙数量对冲击强度的影响更显著;当冲击方向与双轴压缩最大主应力方向平行时,裂隙数量对冲击强度的影响相对较弱。4)为深入分析裂隙数量对试件冲击强度的影响,提出分布裂隙数量反值的概念;在不同冲击方向下,分布裂隙数量反值与冲击强度随试件双轴压缩强度的变化基本同步。5)冲击强度对冲击方向的依赖性与宏观破裂面具有重要关联;宏观破裂面的存在能够有效阻隔应力在试件中的传递,从而在不同冲击方向下改变冲击应力的传播路径及范围。 展开更多
关键词 冲击方向 “天然”分布裂隙 强度特性 颗粒流数值模拟 裂隙提取、旋转及移植
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基于积分形式的湍流边界层壁面摩擦速度预测方法
14
作者 孟响 卢兆麟 +1 位作者 李栋 张凯 《力学学报》 北大核心 2025年第1期43-54,共12页
湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层... 湍流边界层流动广泛存在于自然界、航空航天以及环境工程等领域.壁面摩擦速度是湍流边界层理论研究和工程应用中的一个重要参数,对其进行准确预测具有十分重要的科学意义和工程价值.文章基于雷诺平均动量方程提出了一种利用湍流边界层平均速度和雷诺应力剖面预测壁面摩擦速度的积分方法.该方法仅需要同一流向位置、边界层外层的平均流场分布,显著降低了对近壁面流场数据的依赖性.通过文献中大量的直接数值模拟和实验数据验证,该方法的相对误差在±3%以内,且受积分上下限以及边界层厚度等模型参数的影响较小.通过与文献中具有相似积分形式的壁面摩擦速度预测方法比较,发现湍流边界层壁面摩擦速度预测方法的精度与选取的总切应力模型密切相关.本文提出的壁面摩擦速度预测方法适用于不可压缩、零压力梯度光滑及粗糙壁面湍流边界层流动,具有精度高和鲁棒性强等特点,研究结果可为航空航天及能源动力等领域重大工程应用中湍流壁面摩擦阻力的准确预测和调控提供理论指导. 展开更多
关键词 壁面摩擦速度 湍流边界层 直接数值模拟 实验测量
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环境风下空冷岛通流散热行为对发电机组热经济性的影响
15
作者 谢家琪 马欢 +2 位作者 仝波 陶丁 司风琪 《热力发电》 北大核心 2025年第1期108-119,144,共13页
电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研... 电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研究了不同环境风向风速下各空冷单元通流散热行为、空冷单元组群冷却性能及2个机组运行热经济性的关联关系。研究发现:任一风向下,迎风面空冷单元通流散热特性较差且迅速恶化,而下游空冷单元性能好且受环境风影响小;热风回流现象容易出现在两侧和迎风面空冷单元;炉后风下两机空冷单元冷却能力相等且均是最差,而在炉侧风下两机空冷单元冷却性能一高一低,下游的要好于上游;当炉后风风速由0 m/s增大到12 m/s,在100%THA负荷下两机发电效率下降2.46%,加权煤耗增大15.91 g/(kW·h),而在30%THA负荷下,两机发电效率下降1.24%,加权煤耗增大8.65 g/(kW·h);炉侧风和炉前风下两机整体运行经济性相近,且低负荷下两机运行的热经济性参数对风速变化的敏感度也相对较小。 展开更多
关键词 直接空冷机组 空冷岛 通流散热行为 数值模拟 热经济性
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船舶拖锚运动建模与仿真
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作者 沈莉婷 孙洪波 +1 位作者 蒋柳杨 张春雨 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期35-40,共6页
为了探究船舶在拖锚运动过程中的动态特性,本文通过数值仿真方法对船舶拖锚运动过程进行仿真。基于直接积分法,建立锚链拉力的计算模型,并结合分离型建模理论,建立船舶三自由度拖锚运动数学模型,并以“北斗”轮为研究对象,对拖锚运动数... 为了探究船舶在拖锚运动过程中的动态特性,本文通过数值仿真方法对船舶拖锚运动过程进行仿真。基于直接积分法,建立锚链拉力的计算模型,并结合分离型建模理论,建立船舶三自由度拖锚运动数学模型,并以“北斗”轮为研究对象,对拖锚运动数学模型进行拖锚漂航仿真,通过与“北斗”轮实船试验结果的对比验证可知,本文的模型化方法能够反映船舶拖锚运动时的三自由度运动过程,可以准确地模拟船舶拖锚运动过程。 展开更多
关键词 拖锚制动 直接积分法 锚链 数值仿真
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风向角和安装倾角对海上固定式光伏风荷载的影响
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作者 葛小丰 姜太荣 +3 位作者 韩学栋 吉春明 倪辉豪 赵云鹏 《海洋科学》 北大核心 2025年第1期42-53,共12页
由于陆地资源限制,光伏逐渐向环境更为恶劣的海洋领域发展,对光伏平台结构提出更高要求。风载荷作为海上固定式光伏所受的主要载荷,直接影响结构能否安全运行。本文提出了一种海上固定式光伏支架型式,并基于计算流体力学方法结合RSM湍... 由于陆地资源限制,光伏逐渐向环境更为恶劣的海洋领域发展,对光伏平台结构提出更高要求。风载荷作为海上固定式光伏所受的主要载荷,直接影响结构能否安全运行。本文提出了一种海上固定式光伏支架型式,并基于计算流体力学方法结合RSM湍流模型建立了在风载荷作用下海上固定式光伏的流场数值模型。研究了不同风向角和安装倾角下固定式光伏平台周围的流场特性。结果表明,当风向角为0°时,结构的升力系数随着安装倾角增大而减小,结构的阻力系数在安装倾角为10°时取得最小值;当风向角为90°时,结构的升力系数和阻力系数对安装倾角的变化不敏感;当风向角为180°时,结构的升力系数取得最大值,易发生倾覆,结构的升力系数和阻力系数在安装倾角为10°时取得最大值。本研究可以为海上固定式光伏支架设计与优化提供数据支撑和理论参考,有十分重要的工程应用价值和实际意义。 展开更多
关键词 光伏支架 风向角 安装倾角 风力系数 数值模拟
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带水平剪切的温盐稳定分层流动数值模拟
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作者 荀伟康 杨延涛 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第6期120-130,I0002,45,共13页
海洋中普遍存在由温度、盐度差异形成的垂向密度分层现象,其典型流动结构包括对流混合层和强密度梯度层。为研究这种分层结构对温度、盐度和密度垂向混合输运的影响规律,针对由致稳温度梯度和盐度梯度组成的双分层流体,提出了一种在背... 海洋中普遍存在由温度、盐度差异形成的垂向密度分层现象,其典型流动结构包括对流混合层和强密度梯度层。为研究这种分层结构对温度、盐度和密度垂向混合输运的影响规律,针对由致稳温度梯度和盐度梯度组成的双分层流体,提出了一种在背景剪切作用下由有限大小初始扰动诱发的非线性分层形成机制,并利用二维直接数值模拟验证了该机制能够诱发分层流态。结果表明:温度剪切强度直接影响密度分层界面的光滑程度;平均密度剖面的分层形态主要由平均盐度剖面形态主导;流场瞬时热流和盐流具有强相关性,表明二者对流输运均由流场中高密度梯度界面的空间振荡运动主导。本研究揭示了海洋温盐湍流混合的一种新形态,对发展海洋温盐分层湍流的参数化模型具有重要参考价值。 展开更多
关键词 分层湍流 水平剪切 温盐分层 湍流混合 直接数值模拟
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超声速湍流边界层中微单孔渗流流动机理与传热特性研究
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作者 赵普君 吴晓帅 赵玉新 《推进技术》 北大核心 2025年第7期191-204,共14页
微孔渗流具有在超声速湍流边界层中实现高效减阻降热的潜力。从多孔介质中提取单个微孔作为研究对象,应用直接数值模拟方法(DNS),开展微单孔渗流与超声速湍流边界层的相互作用机理研究。针对渗流压比进行参数化分析,主要关注渗流对主流... 微孔渗流具有在超声速湍流边界层中实现高效减阻降热的潜力。从多孔介质中提取单个微孔作为研究对象,应用直接数值模拟方法(DNS),开展微单孔渗流与超声速湍流边界层的相互作用机理研究。针对渗流压比进行参数化分析,主要关注渗流对主流域流场结构与传热特性的影响。结果表明,渗流显著提升了其下游流向雷诺正应力峰值,并进一步强化了边界层近壁区与湍流脉动相关的能量输运过程。渗流的法向输运作用使得微孔后缘位置出现低速条带、产生局部低温区,具有明显的减速降温效果。平均流场在低速条带与局部低温区的形成中起主导作用,而脉动流场的影响相对较小。微孔渗流上下游均存在低摩阻区,而低热流区仅存在于渗流下游。当选定积分区域与小孔域重合时,三组渗流压比下的区域减阻率大于50%,区域冷却效率超过70%。以5%作为临界值,相应临界减阻半径和临界冷却半径为单孔直径的3~4倍。 展开更多
关键词 超声速湍流边界层 微孔渗流 减阻 降热 直接数值模拟
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城际动车组永磁直驱转向架区域积雪仿真研究
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作者 姜琛 何龙凤 +3 位作者 李岩松 龙金兰 王家斌 刘明杨 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期1-13,共13页
为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),... 为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),在环境温度-30℃及动车运营速度160 km/h的仿真条件下,分别研究了永磁直驱转向架区域与普通转向架区域的风雪运动特性.研究结果表明:永磁直驱转向架与普通转向架相比,转向架区域流场结构复杂度低,气流流动较为顺畅,虽然转向架积雪较多,但去除电机部分积雪后,总的积雪质量减少了23.83%,制动夹钳总的积雪质量比普通转向架模型减少了78.368%.可见,在永磁直驱转向架中,大部分积雪附着在永磁直驱电机的表面,而其他部位,尤其是制动夹钳表面的积雪较少.考虑到电机在运行过程中会发热,这种热效应能够融化表面积雪,使得电机表面的积雪量减少.基于这些特点,采用直驱形式的城际动车组转向架在解决积雪和结冰问题上展现出明显的优势. 展开更多
关键词 城际动车组 永磁直驱 转向架 积雪 数值模拟
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