湍流模型和施密特数对街谷内污染扩散模拟的影响

选取不同的湍动施密特数,分别采用标准κ-ε模型和realizable κ-ε模型对孤立街道峡谷内的气流运动和污染物扩散进行了数值模拟.计算得到的气流速度场和污染物浓度分布表明,标准κ-ε模型和realizable κ-ε模型预测出极为相似的气流旋涡结构,即在峡谷内生成一个中心大致位于峡谷中央的顺时针大旋涡,并在此大旋涡的作用下污染物往峡谷的背风侧积聚.通过对比分析峡谷迎风面和背风面上的无量纲污染物浓度计算结果与风洞试验数据表明,湍动施密特数的改变并不影响计算空气流场,但改变污染物扩散方程中的湍动扩散率,增大湍动施密特数将减弱污染物的湍动扩散作用,使得峡谷顶部污染物外溢减少,从而导致峡谷内的污染物浓度计算值增大;只要给定合适的计算参数,标准κ-ε模型和realizable κ-ε模型均能预测出峡谷内的污染物扩散分布,标准κ-ε模型合适的湍动施密特数为0.4～0.6,而realizable κ-ε模型则为0.3～0.5;当取湍动施密特数为0.7(Fluent软件系统中的默认值)时,标准κ-ε模型的计算精度高于realizable κ-ε模型的计算精度.     

城市大气中污染物扩散的施密特数研究

借助反问题方法对风洞实验工况选取不同施密特数进行数值模拟试验,分析比较了不同施密特数时街道峡谷内各个观测点的数值模拟数据和风洞实验数据.研究结果表明,城市街道内大气污染物扩散的施密特数为0.7～0.8.     

上海青浦城区西北片河网调水的数学模型构建与验证

基于河道几何特征以及污染物对流、湍动扩散和混合稀释的不同机制,构建起模拟上海青浦城区西北片河网内污染物浓度时空分布的二维数学模型;采用两种不同的实际调水工况(先排后引和边引边排),对所建模型进行了验证计算.结果表明,河网内各取样点的污染物浓度实测值与计算值都基本一致.从而证明了所建模型具有工程适用性,可用于模拟上海青浦城区西北片的河网水质调节过程.     

隧道峒口废气对流扩散的数值研究

采用三维数值模拟的方法，对隧道峒口废气的扩散情况进行了预测和分析，揭示了在不同风速和风向条件下，峒口废气的扩散特征．计算结果表明，风速越高，废气离开峒口后，浓度衰减得越快；而横向风则会导致隧道两侧很大区域内的污染物浓度超标。因此，应采取有效措施，控制隧道峒口污染物的扩散。     

高维波动方程基于Richardson外推法的高阶紧致差分方法

基于Richardson外推法提出了一种求解二维和三维波动方程的高阶紧致差分方法,该方法首先利用四阶紧致交替方向隐式( ADI)差分格式,其截断误差为O(τ2+h4),在不同尺寸的网格上对原方程进行求解,然后利用Richardson外推技术外推一次,得到了二维和三维波动方程具有O(τ4+h6)精度的数值解,数值实验验证了该方法的高阶精度及有效性.     

非定常对流扩散方程的高阶差分格式

对流扩散方程主要包含对流和扩散两项。在数值计算中,方程中的扩散项一般采用具有优良物理特性和计算精度的中心差分离散格式,而对对流项的处理就稍显困难,处理不当便会产生数值震荡或数值弥散,给数值计算带来困难。针对对流扩散方程,通过引入指数变换将对流扩散方程变为扩散方程,避免对对流项的直接处理。利用四阶紧致差分格式,首先建立三类特殊方程的高精度差分格式,在此基础上建立一维非定常含源对流扩散方程的高阶格式,并进行稳定性分析,所得格式精度高且绝对稳定。数值算例表明了该格式的有效性。     

基于CFD的空冷塔烟气排放数值研究

为解决空冷塔扩散烟气对环境及塔身的影响,采用基于浮力驱动的数学模型对空冷塔进行CFD数值模拟研究。首先根据几何参数建立烟塔合一物理模型,然后利用含有浮力项的N-S方程求解流场及污染物浓度场,研究环境侧风对烟羽抬升以及对污染物扩散的影响。结果表明:当环境侧风为5 m/s时,烟羽抬升高度可以达到450 m以上;随着侧向速度的增加,烟羽横向漂移距离增加,高度降低;当侧向风速增加到20 m/s时,烟羽几乎无抬升;在相同的工作条件下,夏季烟羽抬升低,冬季烟羽抬升高。数值结果分析及比对为空冷塔的设计提供了依据。     

对流扩散方程的半拉格朗日有限差分法

针对二维对流扩散方程提出了半拉格朗日Crank-Nicolson有限差分格式.化对流扩散方程成拉格朗日形式,然后进行时间和空间离散.时间的离散采用Crank-Nicolson格式,空间离散采用有限差分格式.数值实验表明,新建格式是稳定和收敛的.     

上海青浦城区西北片河网调水方案的效果分析

利用经过实际调水过程验证的二维数学模型，对上海青浦城区西北片河网的9种调水工况（6种边引边排和3种先排后引）进行了数值仿真，获得了每种工况结束时刻河网内的污染物浓度分布；以模拟结果为基础，对比分析了每种工况的调水效果，进而提出了优化的调水方案．     

射孔完井有限元模型的建立及网格划分

介绍了射孔完井中二维和三维有限元热流模型的建立及网格划分的基本方法,用热流场模拟射孔完井渗流场,用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。该二维和三维模型,能研究射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比。并用APDL程序语言编写了二维和三维模型及网格划分的通用程序,为射孔完井优化设计及产能预测提供了实用的有限元网格模型,同时也为这方面的研究提供了简捷的方法。     

瞬态浓度场的光学测量系统

基于数字图像处理技术和光学粒子散射理论，研制了具有非接触式、全场测量、被测面积大和成本低等特征的瞬态浓度场定量光学测量系统，其可以测量瞬态浓度场的相对值，经过标定也可以测量绝对值．实验结果表明，该系统与传统的接触式单点浓度测量方法相比，具有显著的全场瞬态测量的优越性，应用前景广阔。     

城市峡谷热容量的数值模拟

考虑了城市峡谷的阴影和辐射吸收效应，对城市的热容量、位温分布、辐射量以及感热通量进行了数值模拟，结果表明，白天城市峡谷使城市热容量更大，夜晚城市呈现中性大气边界层，城市峡谷是城市感热通量的主要来源，因此，在研究城市气象时不能忽略城市峡谷的影响。     

通量传输事件的可压缩MHD模拟及与不可压缩模型的比较

用二维可压缩ＭＨＤ方程组模拟研究了地球向阳面磁层顶区通量传输事件（ＦＴＥｓ）的基本特性，并与不可压缩情况下的结果进行了比较，指出了二者的适用范围。研究结果表明，可压缩模型与不可压缩模型所描述的通量管的基本性质是相同的，可压缩模型还可描述一些不可压缩情况下不能描述的新特性。     

大气边界层中天线风载特性的数值分析

基于Reynolds时均N-S方程和RSM湍流模型,以大气边界层中具体地貌的风速剖面为入口边界条件,对某一车载雷达天线的风载进行数值模拟,得到天线的阻力系数;并与目前天线设计采用的均一风速为边界条件的计算结果进行比较,研究了工作高度、风速、地貌等因素对大气边界层中天线风载特性的影响。计算结果表明,大气边界层中天线的阻力系数随工作高度及风速的增加而增大;而地面粗糙度对天线阻力系数的影响则由天线相对于标准参考高度的位置决定。     

平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟

针对管道中天然气的泄漏,尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁,对平坦地区含硫化氢天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,压力、速度和浓度分布基本对称,喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高,属于高危险区域;有风条件下,气体扩散范围增大,风不仅对污染物起输送作用,还起稀释扩散作用,但在地面附近影响效果并不明显,而随高度的增加,其效果将不断增强;在无风情况下,喷射区域基本在泄漏口正上方,而有风时,喷射区域发生弯曲;危险区域随着风速的增大而减小,静风时,其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

蒸汽吞吐井流入动态的数据挖掘研究

针对稠油蒸汽吞吐井生产时流入动态变化复杂,当前用于确定其流入动态变化规律的主要方法为数值模拟法,其限制条件多、研究时间长等问题,在结合现场实际油藏,并用数值模拟计算结果的基础之上,对于影响稠油蒸汽吞吐井流入动态的周期注入量、蒸汽温度、蒸汽干度、注汽速度、焖井时间等注汽参数,进行了影响规律的研究,并利用灰色关联方法对各个注入参数进行了定量的敏感性分析,并在此基础上回归得到了综合考虑上述各种因素在内的稠油蒸汽吞吐井流入动态计算模型。经检验,此模型具有较高的精度,且计算方便、容易掌握,可以用来指导现场实际生产。     

瓦斯和煤尘监测的配风模型

本文针对煤矿安全亟待解决的问题,利用概率统计等知识,分析判断煤矿类型和不安全因素,为建立井下瓦斯和煤尘监测的配风模型,给出求解模型相应的配风方案,实现瓦斯和煤尘浓度的优化控制,为消除煤矿爆炸隐患,实现安全生产,进行瓦斯和煤尘的监测与控制一直是极为被重点关注和解决的重要问题,从而为提供了可行性的参考依据。     

双馈风电机组并网特性仿真研究

为确保并网型双馈风力发电机（Double Fed Induction Generator，DFIG）在系统电压骤降和短路故障下能够稳定运行，在分析双馈风力发电机组整体模型结构的基础上，采用桨距角控制策略，通过调节叶片与风向的夹角，降低风力机组输出的机械功率，控制发电机发出的功率，改善其并网特性以确保并网风电场稳定运行.最后，在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型进行仿真计算.仿真结果表明了双馈风电机组具有一定的动态适应能力，从而验证了控制策略的有效性，体现了对系统暂态电压稳定性的贡献.     

中国加息对国际热钱流入规模的实证分析

热钱的流入加剧了资本市场的不稳定性和投机性,经济表现虚假繁荣,迫使中国央行被动增加货币投放,不仅抵消了货币政策的效应,还增大了国内通货膨胀的压力。而国际热钱的流出则会给中国经济与社会带来更大的危害,当逐利的条件消失,热钱会连本带利回到境外,极容易诱发金融市场的动荡,加大中国金融风险。本研究改进和修正了热钱流入规模回归模型,构建了自适应预期模型,利用1995～2009年的年度数据对热钱规模进行最小二乘估计,认为资本市场对热钱规模的影响起决定性作用。并在实证分析的基础上,中国应该加强资本市场的监管,防止股票市场泡沫化;放开资本项目步伐应谨慎,资本管制是应对国际热钱投机的屏障;对资本利得征收所得税与托宾税,形成抑制国际热钱进入的有效手段。