气泡生长及脱离过程的格子玻尔兹曼模拟

为了研究气液相变过程中重力加速度、壁面温度以及成核点间距离对气泡生长及脱离的影响，课题组在Shan Chen伪势格子Boltzmann模型的基础上，通过将密度分布函数与温度分布函数进行耦合求解的方式建立了气液相变模型。同时采用此模型计算得到了液滴内外压差与液滴半径倒数之间的关系，发现其符合Young Laplace定律，从而验证了模型的正确性。进而利用此模型对气液相变现象中的气泡生长及脱离过程进行了二维数值模拟。结果表明：气泡脱离直径会随着重力加速度的增大而呈现出逐渐减小的规律，而且气泡生长及脱离的过程与文献结果甚为相符，此外将模拟得到的气泡脱离直径进行了非线性拟合，发现其结果与新的经验关系式吻合良好；同时较高的壁面温度会增大气泡断裂颈部与壁面之间的距离，而且壁面温度的升高会增大气泡的脱离直径；还发现随着成核点间距离的增加，气泡的脱离直径会呈现出先减小而后增大的趋势。     

置换通风在列车空调系统中的应用

介绍了置换通风的特性及其优点，并将该新型送风方式引入到列车空调系统中。采用k-ε双方程三维湍流模型，对25T型铁路空调客车软卧包间的室内气流的温度场、速度场进行了模拟，探讨了在铁路空调客车中应用置换通风方式的可能性，为空调客车室内舒适环境的优化研究提供了依据。     

百级洁净手术室的CFD辅助设计

以标准K—ε紊流模型为基础，对顶送——相对两侧墙底部回风百级洁净手术室空调系统的室内流场分布进行了CFD模拟研究，得出流场特性分布规律，并提出优化设计参数。     

大空间建筑室内表面温度对流辐射耦合换热计算

建立了大空间建筑室内壁面导热、辐射和对流耦合换热热平衡方程，结合Gephart吸收系数，利用预测室内空气垂直温度分布简易模型，提出了室内各表面温度分布的理论计算方法。对国外模型实验数据验证的结果表明，计算所得表面温度与实验值吻合，表明了这是一种预测大空间建筑表面温度的有效方法。     

飞机除冰冲击射流多相流耦合模型研究

以飞机除冰喷洒作业为研究对象,对冲击射流与冲击壁面进行建模和数值模拟,分析了冲击壁面的速度压力分布特性。用相场函数φ解释了相场和水平集模型模拟出的射流偏转现象,探讨了冲击射流周围压强分布梯度不均匀的原因,以Realizable k-ε湍流模型为基础对比了不同多相流数值模型的模拟结果。发现冲击射流的截面沿着中心轴线呈锥状发展,在滞点处流速迅速衰减为0,压强达到最大值。壁面射流在偏离滞点0.15～0.2 m的位置逐渐获得最大流动速度。最后对比了实验常用的紊流系数与不同多相流模型的模拟结果。综合考虑模型模拟出的速度、压力分布特性及射流紊流系数得出结论：混合物模型和相传递混合模型比较适合进行飞机除冰射流以及类似的大流速、多流体微团类的流动研究。     

稀疏软性磨粒流的磨粒群分布及其动力学特性研究

利用CFD技术和PIV测量研究了结构化表面约束流道内的流场和磨粒群分布。基于液 固两相流体耦合理论,利用欧拉 拉格朗日模型中的DPM模型和标准κ ε湍流模型对V型纹理矩形截面流道内颗粒运动进行了数值模拟,计算了流场中的湍流性能等参数。结果表明：V型纹理矩形截面约束流道内磨粒群的分布总体均匀,各速度矢量紊乱无序,靠近底部壁面区域颗粒相对比较密集,这些都有利于磨粒对壁面的微力微量切削。     

聚合物驱剩余油数值模拟定量描述

针对聚合物驱后剩余油分布更加零散，准确描述剩余油分布难度大，以孤岛油田注聚先导区为研究原型，建立精细地质模型，通过油藏数值模拟方法，对聚合物驱剩余油分布规律及其影响因素进行研究，提出了基于成因分类和形态分类的剩余油分布模式，定量描述了每种类型剩余油饱和度及其相对储量，指出厚油层顶部和压力平衡滞留区是剩余油的主要富集区，储层变异系数、地层原油黏度、夹层分布位置、注聚用量是聚合物驱受效剩余油的主要影响因素。在此基础上模拟了变形井网和水平井与直井组合井网两种开采方式，提出了聚合物驱后进一步改善后续水驱开发效果的技术思路。矿场应用表明，研究结果对聚合物驱剩余油描述与挖潜具有指导意义。     

海水淡化装置水流特性的三维数值模拟

运用计算流体力学方法，对多级闪发式海水淡化装置第一级的流动进行了三维数值模拟，分析了闪发室内的水流特性，并将有阻流板的与无阻流板的计算结果进行了比较，数值模拟结果表明，闪发室内存在着大尺度的环流和旋涡，且主导着闪发室内的流态，对闪发效率产生重要影响；阻流板确能很大地改变整个闪发室的水流特性，但目前的阻流板设置方式对提高闪发效率是不利的．     

长江中下游地区高校教室自然通风潜能分析——以合肥地区为例

自然通风是改善室内热环境的一种有效手段,量化自然通风对室内热环境的改善效果,有助于合理利用自然通风.本文通过建立室内人体舒适温度和室外气温的关系式的方法,结合China Typical Meteorological Year 2气象数据库中合肥地区典型年气象参数,对高校教室在四种工况下的4—10月份室内过热时数进行计算.并统计自然通风、关窗和机械通风对室内热环境的改善效率百分比.结果表明,长江中下游地区在6—9月份有较高的可改善过热时数,自然通风潜能较大.合理组织教室室内通风、减少教室关窗时数并辅助机械通风对改善教室室内热环境成效显著.     

“错峰”开窗益健康

天气渐渐寒冷,北方很多家庭为了保暖,都门窗紧闭,却不知这对健康非常不利。有调查发现,影响室内空气质量的因素很多,通风不良占48％,家庭装修占18％,建筑物构件占3．5％。一个人在正常情况下每小时要呼出22升二氧化碳。如果室内通风不良,人体呼出的这些二氧化碳就会聚集在室内,从而影响人体健康。而打开窗户,让室外的新鲜空气进入室内,则可以将室内的污染物稀释掉,所以应经常打开窗户让室内空气流动。     

气液两相流中气泡周围电场特性研究

针对均匀电场作用下的气液两相系统建立了数学模型，研究了单个及多个气泡附着于壁面、即将脱离和上升至两极板间的电场分布情况．结果表明，气泡周围电场的强弱及其分布的均匀性是影响气泡运动的重要因素．当大量气泡出现并有部分气泡脱离壁面时，电场对气泡的作用减弱，这为高热流密度下电场强化沸腾换热效果不再明显提供了理论依据。     

基于真实岩芯刻蚀模型的缝洞油藏水驱油机理

首先提出了采用全直径岩芯对剖刻蚀缝洞网络系统的物理模拟方法研究缝洞油藏注水驱油机理, 然后再通过冷冻对剖拆开的方式观测缝洞网络中剩余油分布状态的基本思想。通过基于真实岩芯刻蚀模型的缝洞型油藏水驱油机理研究, 考察了不同流体黏度、 不同含水饱和度对缝洞体油藏衰竭采收效果的影响, 同时考察了不同流体黏度、 不同注入速度、 不同原始含水饱和度等多方面因素对水驱油效果的影响, 总结了缝洞模型的注水驱油规律, 同时通过所获得的水驱油之后冷冻岩芯模型剩余油水直观图像, 分析了水驱前后的油水的分布规律和原因。对缝洞体油藏水驱油机理研究具有借鉴意义。     

黄土粘弹性性质的试验分析

结合交通部西部科技项目，通过室内试验模拟黄土在不同静力荷载作用下的沉降规律，采用粘弹性力学中的材料蠕变性质和曲线模拟等方式对采集的数据进行分析，得到黄土在不同荷载作用下的非线性粘弹性蠕变特性，为分析新老路基的不协调变形提供了帮助。同时，通过曲线拟合还可以预测新老路基最终沉降值，为预测新老路基的不协调变形以及建立黄土路基沉降的本构方程提供参考。     

二郎山隧道通风系统局部影响数值模拟研究

二郎山隧道具有特长、高海拔、气候多变、双向交通、洞内汽流复杂等特点，所采用的平导送风半横向通风方式在我国是首次应用。运用CFD软件模拟该隧道半横向通风系统的局部空气流动状态、隧道及竖井和联接风道的局部阻力特性，得出各种几何结构型式和不同通风流量条件下，用于一元流模拟模型计算的局部阻力系数。     

现代化矿井建设中主通风方式的选择

矿井通风系统包括矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施。本文介绍了煤矿常用的抽出式、压入式和混合式等三种矿井通风方法,同时对矿井通风方式及其适用井型进行了分析。     

轮轨接触应力的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对轮轨接触进行了弹性静力分析，模拟了轮轨真实的几何形状和边界条件，分别研究了轴重、轮径、横移量对接触应力的影响，并对各种参数的变化规律进行了分析，得出了轮轨间接触应力的分布规律。     

反应器内温度梯度对Taylor涡胞结构的影响

采用CFD技术,数值模拟了化学反应器中温度梯度对Taylor涡胞结构的影响特征,研究了径向温度梯度对轴向Taylor涡胞结构、强度及其临界雷诺数Re的影响特点.研究结果表明,径向温度梯度能抑制中部Taylor涡胞形成,致使系统的临界Re增加;随着径向温度梯度的增加,涡量向温度降低的方向迁移,涡量分布的径向梯度也随之增加;端部的Taylor涡胞强度最大,其集中涡量主要分布于内壁面,且有助于促进流体的热传递效果,中部的Taylor涡胞强度较弱,其对促进流体热传递的效果并不明显.     

不同孔分布孔板的水力空化效果的数值模拟

基于大型流场计算软件FLUENT,选用标准κ-ε双方程湍流模型,针对多孔孔板水力空化器中圆形阵列、圆形均布和水平均布3种孔分布方式,对孔板汽含率、湍动能及流线速度矢量分布图等水力空化效果进行了数值模拟计算。结果表明,水平均布多孔孔板的空化效果优于圆形阵列和圆形均布多孔孔板,圆形均布孔板空化效果好于圆形阵列孔板;孔的分布方式对流速影响不大,但对孔板后临近壁面处漩涡产生的位置及数量有影响;空化大部分发生在孔板小孔内流域中,且高汽含率区域发生在孔板末端。     

金刚石线锯制造中气固两相流的数值模拟

对金刚石线锯制造中的喷覆装置进行了三维气固两相流数值模拟。在Euler坐标系中计算气相流场,在Lagrange坐标系下跟踪颗粒运动轨迹,考虑了颗粒之间碰撞,颗粒与壁面的碰撞,固相对气相的相互影响。数值模拟结果与实验吻合良好。模拟结果表明,多数颗粒为锯丝经过喷嘴时喷覆到锯丝上,只有少数经过壁面的碰撞反弹后粘到锯丝上。     

平煤十三矿煤层自燃发火机理及规律分析

高突易燃煤层自然发火受煤层自燃倾向性、自然发火期、赋存条件、采煤方法、通风状况、采面推进速度和掘进方式等多方面因素的影响。本文通过对平煤十三矿瓦斯与自然发火共存条件下煤层的自然发火机理分析,找出了十三矿煤层自然发火的一般规律,为十三矿有针对性的制定和采取自然发火防治措施提供了依据。