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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李聪健 高航 刘奕
近年来受大风天气影响,树倒墙塌、高空坠物、广告牌散落等情况时有发生,严重影响社区居民安全,迫切需要识别出大风天气下社区内重点危险区域并加以防范。该文以北京市石景山区某社区风场为例进行场景建模,利用数值模拟与机器学习寻找社区特征点,完成特征点风速数据到风场数据的预测。以10个特征点数据预测6 681个点的风场数据为例,基于7 917个训练风场、 2 026个测试风场的模型训练测试结果表明:东西方向1 m/s以上速度的预测值平均相对误差为5.8%,南北方向1 m/s以上速度的预测值平均相对误差为6.2%。采用该方法可以快速获得满足精度要求的社区背景风场以指导社区风险防范、应急决策与救援,对于保障社区安全具有重要意义。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
王聪 林军 陈丕茂 章守宇
对大亚湾2006年和2007年的风场资料进行分析,数值模拟年平均风场作用下大亚湾的余流场,采用保守物质输运扩散法研究大亚湾的水交换能力。把大亚湾分成7个子区域,计算整个海湾和各子区域的水体更新时间,比较了各子区域水交换能力的强弱。大亚湾水交换能力总体为:南部优于北部,东部优于西部;年平均风场大大加速了大亚湾的水交换速率,全湾平均水体更新时间由仅考虑潮流作用时的82.5 d降低为26.0 d;风场作用下的表、底层环流差异较大,表层水交换能力略高于底层。
关键词：
大亚湾 水交换 风场 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
雷隽卿 王东霞 蒋秀根 李保明
根据大气边界层风的特性,利用CFD方法,采用N-S方程、湍流κ-ε模型及壁面函数法对空气湍流进行了数值模拟;采用有限元方法对温室结构模型进行离散,利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对脉动风下考虑流-固耦合的温室结构进行了数值模拟计算和分析。结果表明,脉动风作用下,结构最大位移为0.21 m,与平均风压作用下的结构最大位移0.007 4 m相比显著增大。认为进行温室结构设计时,应考虑流-固耦合作用下的脉动风效应。
关键词：
温室结构 湍流 脉动风 流-固耦合
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
高笑 李宗利 李洋
【目的】研究裂缝对渗流场影响的数值模拟方法,为岩石、混凝土等材料裂缝渗流场的变化研究提供支持。【方法】在等效连续介质模型框架下提出渗透系数张量修正法,并基于流量等效原理推导出修正单元的渗透系数张量矩阵。应用有限元分析软件,分别建立裂缝位于构件边界和构件内部时的分析模型,应用渗透系数张量修正法得到的渗透系数张量表达式定义裂缝单元的渗透特性,将模拟所得渗流场与裂缝真实存在的数值分析结果进行比较,并通过改变修正单元的尺寸分析渗透系数张量修正法对单元尺寸的依赖性。【结果】修正单元为10倍裂缝宽度时,与精确解相比,各分析模型所得渗流量及相应断面孔隙水压的误差均小于0.5%。就单元尺寸依赖性而言,为满足工...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
童莉 张政 陈忠购 张天柱
为了了解温室内部气流和热量传递过程 ,设计合理的通风设施 ,建立了无植物条件下湿帘机械通风的华北型连栋塑料温室三维数值模拟模型 ,并使用CFX计算流体力学软件进行了数值模拟计算。得到了合理的速度场分布和温度场分布数值模拟结果 ,并与试验值进行了对比。与试验值相比 ,模拟结果误差≤ 5 % ,在入口风速≤ 1 5m·s-1,入口气温≤ 2 6℃ (热浮力的影响较小 )的情况下效果更好。讨论了入口风速和湿帘高度对温室可控距离的影响 :提高入口风速可以增大温室的可控距离 ,湿帘高度越大 ,可控距离越大。湿帘高度在 1 2～ 1 2 5m之间时 ,相同湿帘高度下 ,纵向距离为 5 0m的温室 ,其可控...
关键词：
机械通风 温室 太阳辐射 计算流体动力学
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
李建国 特铮
以熔喷过程中的气流场为核心,建立熔喷过程的数学物理模型,采用数值模拟的方法进行研究。以Navier-Stocks方程为基础,应用基于同位网格的SIMPLER算法并行化计算气流场的速度分布,将试验测试值与数值模拟进行比较,结果表明:采用的数值模拟方法是有效的,完全可以用于模拟双槽钝头型模具的熔喷过程。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
王伟杰 万荣 孔祥洪 辛雯婕
为探究LED水下集鱼灯光色、功率、放置深度和海水叶绿素浓度对光场分布的影响，本文基于蒙特卡罗模拟方法建立了水下光束传输数值计算模型，通过控制变量法计算了不同条件下的水下光场分布，并提出以0.1～10 lx等值线所包围的面积与计算截面面积比值为相对有效光照范围(relative effective illumination range，REIR)。以REIR为评价指标，对不同条件下的光场分布进行了分析，结果显示：(1)相同功率条件下，REIR依次为绿光>白光>蓝光，以功率420 W、叶绿素浓度0.1 mg/m~(3)为例3种光色的REIR比值为1.58:1.31:1；(2)相同光色条件下，当叶绿素浓度0.1 mg/m~(3)时，集鱼灯功率由420 W增至1200 W，蓝、绿、白3种集鱼灯的REIR分别由31.68%、50.27%、41.78%增至38.59%、56.91%、50.15%，功率增加近3倍，但REIR增幅有限；(3)随着集鱼灯放置深度增加，REIR先增加后稳定；以叶绿素浓度1.0 mg/m~(3)、功率为420 W为例，绿光集鱼灯与白光集鱼灯REIR的最大值约为9.69%～9.84%，出现在放置水深20 m左右；而蓝光集鱼灯的REIR最大值约为5.60%，出现在放置深度为15 m左右；(4)当集鱼灯功率为420 W，海水叶绿素浓度从0.1 mg/m~(3)增至5.0 mg/m~(3)，蓝、绿、白3种光色集鱼灯的REIR分别由31.89%、48.25%、42.05%减少至1.65%、2.09%、2.22%。研究结果可为LED水下集鱼灯光色功率选型、深度放置以及有效光场分布范围估算提供参考。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
张祥祥 王振清 陈曦
为了解地下仓通风对粮堆温度场变化的影响,对筒仓直径25 m、仓高20.1 m的地下仓粮堆进行了288 h通风工况下的温度场数值模拟研究。该模型以实际地下仓为背景,基于多物理场数值模拟软件COMSOL,通过调整内置质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程,分析不同入口边界压力和温度下地下仓温度场的变化情况。结果表明:在对地下仓通风288 h条件下,竖向通风比横向通风降温更快;提高边界入口压力(由300 Pa提高至400 Pa)时,横向通风和竖向通风粮堆均温都有效下降;在降低入口边界温度(由17℃降至13℃)时,相同时间的降温效果都得到明显改善,竖向通风过程的整体粮堆温度下降较快,在通风288 h后,仓内温度趋于平稳。
关键词：
地下仓 粮堆 横向通风 竖向通风 温度场
[期刊] 上海水产大学学报
[作者]
谢晶 吴天
近年来,计算流体力学(CFD)技术随着计算机科学和流体力学理论的发展而在工业各领域得到广泛使用。用CFD技术对冷库开关门过程进行了非稳态数值模拟,分析了小型冷库开关门过程中门周边温度场的变化,讨论了外界环境对冷库影响的区域,研究模拟了开关门各20 s过程的温度场变化情况,发现由冷热空气密度差引起的自然流动是门处空气流动的主要方式。研究表明关门后,冷库下部的空气温度场恢复较快,上部恢复较慢(10 s以后才明显下降),20 s后温度可大致恢复至开始状态。研究结果证明数值模拟能较好地反映现实情况。
关键词：
冷库 门 计算流体力学 数值模拟
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
张祥祥 王振清 陈曦
为了解地下仓通风对粮堆温度场变化的影响,对筒仓直径25 m、仓高20.1 m的地下仓粮堆进行了288 h通风工况下的温度场数值模拟研究。该模型以实际地下仓为背景,基于多物理场数值模拟软件COMSOL,通过调整内置质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程,分析不同入口边界压力和温度下地下仓温度场的变化情况。结果表明:在对地下仓通风288 h条件下,竖向通风比横向通风降温更快;提高边界入口压力(由300 Pa提高至400 Pa)时,横向通风和竖向通风粮堆均温都有效下降;在降低入口边界温度(由17℃降至13℃)时,相同时间的降温效果都得到明显改善,竖向通风过程的整体粮堆温度下降较快,在通风288 h后,仓内温度趋于平稳。
关键词：
地下仓 粮堆 横向通风 竖向通风 温度场
[期刊] 中国水产科学
[作者]
刘洪生 马翔 章守宇 林军 于红兵 黄华接
人工鱼礁增殖渔业资源的生态效益一定程度上取决于其产生的流场效应,因此流场效应的研究是人工鱼礁生态效益研究的关键。数值计算是研究人工鱼礁流场效应的新方法,但其可行性和准确度还没有得到广泛验证。本研究针对正方体、三棱柱及金字塔型人工鱼礁实体模型,根据流动相似性原理设定相对应的来流速度,分别利用风洞实验和数值模拟研究了人工鱼礁周围的流场,选择具有代表性测点的水平和垂直方向流速,无量纲化后进行对比。研究表明,两实验测点流速平均误差约8%,大多数测点的u*(x方向无量纲流速)差别甚微,且变化趋势基本相同,从而验证了数值计算模拟人工鱼礁流场的可行性和准确性。
关键词：
人工鱼礁 流场 风洞实验 数值模拟 验证
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
崔学明 李连超 王海松 常近时
3D欧拉法和层流解法都具有控制方程个数少 ,计算简单、省时的特点 ,均能够快速地在最优工况点附近得到合理的数值解 ,可以用于转轮叶片的初步的水力计算和其他湍流模型计算结果的校核。分别应用这 2种算法对一混流式水轮机转轮内部流体的三维流动进行了数值模拟 ,方程离散采用有限体积法 ,插值采用二阶迎风格式 ,压力 速度耦合采用SIMPLEC算法 ,计算了 3个典型工况 (最优工况、大流量工况和小流量工况 ) ,得到了转轮内部合理的速度分布和压力分布。最优工况点的效率计算值比试验值高 3 0 9个百分点 ,计算所需时间比标准k ε湍流模型少 30 %～ 4 0 %。
关键词：
转轮 3D欧拉法 层流 数值模拟
[期刊] 资源科学
[作者]
曾雪兰 余志 邓院昌 王铁强
出于提高基于数值模拟的风资源评估精度的目的,本文对NASA发布的3秒分辨率(90m)SRTM(shuttleradar topography mission,航天飞机雷达地形测绘任务)数据,根据SRTM缺测区域的特点利用直接赋值和双线性多项式内插结合的方法进行填补,并将填补后的SRTM数据作为下垫面的地形高度资料,引入中尺度大气模式MM5中,以研究可提高模拟精度的方法。本文以广东省以及邻近省份地区和近海海域为例,模拟了2002年4月和11月各两天的4个嵌套区域(分别为27km9、km、3km和1km分辨率)的逐时风场,通过与利用USGS地形数据的对比试验,分析了SRTM对近地层风场模拟结果的影...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
唐子珺 陈龙 覃军 郑翔
利用2013年11月武汉市逐日空气质量资料、地面气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和L波段雷达探空资料,通过WRF模式模拟空气污染生消过程中的局地气象条件变化,探讨特殊地形条件下边界层结构变化和局地环流在污染物生消过程中的作用和影响。结果表明:(1)武汉地区当背景环流场强的时候,由地形引起的局地流场对污染物扩散的影响就弱,反之当背景环流场弱的时候,地形对流场影响明显:夜间为山风,白天为谷风。夜间山风与偏西北气流及偏东气流在武汉及周边地区辐合,形成气流汇聚带,在武汉地区形成一个反复污染带,即由地形引起的局地流场对污染物扩散的贡献就大;(2)武汉地区发生空气污染时,地面湿度较高,边界层呈上干下湿状态,其特征为暖而干且有偏东小风,这导致污染物不断堆积和重污染过程的形成。
关键词：
局地流场 边界层结构 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
林叶春 高维常 陈懿 陈伟 丁福章 潘文杰
为明确井窖内部空气受外界气流的影响及井窖维持适宜水热条件的机制,通过建立未移栽作物条件下井窖的三维数值模拟模型,利用CFD计算流体力学软件分析在1.50、2.70和3.90m/s近地表风速条件下,对井窖内部空气流速和流向进行数值模拟计算,并进行试验验证。模拟试验结果表明:近地表风速设为1.50、2.70和3.90m/s时,模拟的井窖纵切面平均空气流速分别为0.25、0.48和0.72m/s,井窖内的平均空气流速较近地表下降81.54%~83.34%;近地表风向由右向左时,井窖内纵切面的空气呈逆时针流动。验证试验结果表明:井窖内空气流速与地表风速成线性相关,模拟方程为y=0.220 9 x-0.176(R2=0.925 3);近地表风速为2.70m/s时,井窖内实测空气流速为0.42m/s,模拟值为0.48m/s。井窖内部空气受外界大气扰动较弱,减少热量和水分向外散失,有利于保持烟苗生长适宜的水热条件。
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