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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
宋学锋 戴飞 张雪坤 谢军海 杨杰 张锋伟
为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
周游 陈根发 陈明洪 陈鑫 何茜
为克服传统计算流体动力学离散元法(CFD-DEM)中流体网格需为颗粒尺寸数倍的限制,该文综合考虑相间作用力和颗粒湍流相互作用,建立了基于扩散平均算法的全耦合CFD-DEM密集颗粒水力输送模型。经实验验证,全耦合模型能很好地预测管内两相流动特性。研究了管道倾角对2 mm粗颗粒水力输送特性包括颗粒空间分布、两相轴向速度、流体湍动能和压降等的影响。结果表明:随着倾角增加,颗粒由偏向管道底部堆积的分布逐渐向近乎均匀的分布转变,流体轴向速度和湍动能分布先逐渐不对称后恢复对称,在60°时不对称程度最大;颗粒颗粒和颗粒壁面间碰撞次数均随倾角增加先略微增加后迅速减小;两相流压降随倾角增加先增加后减小,在60°时最大。为降低能耗,输送颗粒应避免使用60°倾斜管,尽量使用小角度或大角度倾斜管。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘德天 傅旭东 王光谦
CFD-DEM耦合方法已越来越广泛地应用于多相流研究,流体体积分数模型是其连接宏观尺度(连续介质)与微观尺度(离散介质)的桥梁。该文提出了一种基于特征点剖分的SKM(statistical kernel method)改进型体积分数算法,通过在颗粒空间影响范围的三维方向上布置特征点,实现对所影响CFD网格的标记和对颗粒体积的分解,将CFD网格的迭代搜索转化为空间特征点的识别;结合算法参数优化,有效解决传统算法在并行计算中内部边界处的截断误差,显著提升计算效率。数值实验表明:改进的算法可以有效处理颗粒粒径D
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
李骅 尹文庆 何文龙
为了探索平面振动筛分装置清选室内气流场的分布规律,运用CFD软件Fluent对其气流场进行了数值模拟。模拟结果表明:气流从风机到筛面,形成比较顺畅的流场,在筛面出口后由于鱼鳞筛的作用,气流方向朝清选室出口处变化,有利于将杂物吹出。为验证数值模拟的可行性,在清选实验台上对筛面中点及出风口的风速进行了测量。测试结果与数值模拟结果对比分析表明:CFD数值模拟结果与实际风速变化规律一致,但CFD模拟值比实际值稍高。
关键词：
数值模拟 试验 平面振动筛 CFD
[期刊] 中国土地科学
[作者]
李丹 胡国华 黎夏 刘小平 丁冠乔 蔡玉梅
研究目的:城镇开发边界划定是典型耦合空间模拟和优化的复杂地理问题,当前划定方法的科学性和系统性还有待加强,引入地理模拟优化系统理论以期提供更好的辅助规划成果。研究方法:在回顾城镇开发边界相关概念及划定方法的基础上,提出基于地理模拟优化系统(GeoSOS)的城镇开发边界划定方法,并以珠江三角洲重点优化开发区域为例对城镇开发边界进行了划定。研究结果:基于GeoSOS的多目标空间优化方法界定了研究区的生态、农业和城镇空间,并通过城镇扩展数量和农业生态双重约束的CA模型预测未来城镇扩展格局,最终利用形态学方法划定城镇开发边界。研究结论:基于GeoSOS的划定方法能够优化这三类空间,并基于底线约束预测未来规划期的城镇扩展格局,从而划定城镇开发边界,为划定实践工作提供科学依据和有利支撑。
[期刊] 生态经济
[作者]
王菲 毛琦梁
目的在于研究矿产资源依赖型地区工业发展与环境质量耦合优化方案与策略，以宁蒙沿黄地带为案例，通过构建环境—产业双向耦合优化模型，模拟了不同技术进步情景下工业结构与环境质量的互动变化趋势，预测实现区域经济发展和环境质量优化双重目标的最优工业结构，并由此提出协调发展策略。结果发现，技术进步对于矿产资源主导型优势产业的可持续发展与实现经济—环境协调发展目标起到了至关重要的作用。传统优势产业控制环境污染排放的能力过低，如果不进行较快的技术创新，在未来的发展过程中已不能实现区域产业发展和污染控制双重最优目标。如果较快地推进技术进步，区域能够继续依托优势矿产资源基础，实现产业发展和污染控制的双重最优目标。因．．．
[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。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王尊 赵武云 石林榕 孙步功 孙伟 戴飞 周刚 郭军海 饶罡 李辉
针对滚勺式精量穴播器固定成穴器成穴轨迹呈余摆线，余摆线过大造成撕膜和挑膜的问题，同时为降低株距的差异性，基于离散元法和多体动力学耦合方法对穴播器成穴器运动过程进行仿真分析。以牵引速度、牵引角度和穴播器质量为影响因素，以余摆线宽度、株距和播种深度为响应值，通过预试验和单因素试验确定各因素对响应值的影响规律，基于前期仿真试验结果开展多因素仿真试验获得最优参数组合，并通过田间试验验证最优结果的可靠性。结果表明：滚勺式精量穴播器成穴器运动的最优参数组合为，牵引速度523.43 mm/s、牵引角度21.9°、穴播器质量18.2 kg，此时株距为196.84 mm，余摆线宽度13.98 mm。以最优参数组合进行验证试验，株距为193.86 mm，相对误差1.51%；余摆线宽度13.28 mm，其相对误差4.39%。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
郭万东 徐泳 张天柱
利用计算流体动力学 (computationalfluiddynamics ,CFD)软件CFX 5 ,采用湍流k ε模型和结构化非均匀网格对华南型单栋塑料温室的表面风压进行了数值模拟 ,预测出温室表面的风压分布 ,并讨论了温室屋檐和屋脊处的风压分布特点。与他人风洞试验结果进行比较结果表明 ,数值模拟和风洞实验的风压分布趋势相近 ,风压数值基本吻合。对连栋温室的表面风压进行了模拟 ,得到了表面风压的分布特征 ,并发现边缘栋的风压较大 ,在结构设计时应该重视 ;在连栋数大于 3栋的情况下 ,中间各栋温室的表面风压比较一致。CFD方法能定性和定量地预测出温室表面的风压分布。
关键词：
温室 风压 CFD方法 湍流 k-ε模型
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
曹键 徐凯宏 谷志新
在木塑挤出工艺中,温度一直是影响木塑制品效果好坏的关键因素。但对于木塑挤出机分段温控的精确性始终难以提高。关键在于无法很好的解决木塑挤出机各段之间存在的由于热传递产生的温度耦合问题。本文通过对木塑挤出机工艺原理的介绍,分析了影响木塑制品的关键因素,针对温度耦合问题设计出一套基于冷水吸收阻隔各段温度传递原理的水环流隔断装置,该装置有效的解决了挤压机各段之间的温度耦合问题,为更好地实现分段精准温度控制提供帮助。
关键词：
水环流 温度耦合 木塑挤出机
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王岩 黄弘 黄丽达 李云涛
城市燃气管网大多埋于地下,存在很多难以探测的微小泄漏,是城市公共安全的隐患。该文面向城市地下燃气管网泄漏探测和评估的需求,针对土壤和大气中燃气扩散规律的不同,在OpenFOAM中对不同的控制方程分别进行求解,并通过地面的传质通量将土壤和大气中的扩散过程进行耦合。研究泄漏量对压强和浓度分布的影响、地面对流传质系数对浓度分布和地面传质通量的影响,计算泄漏燃气在城市街道峡谷中的分布情况。结果表明:地面传质通量分布对街道峡谷中的甲烷浓度分布影响很小,为埋地燃气管道泄漏的探测和评估提供了参考和依据。
关键词：
埋地管道 燃气 泄漏 扩散 数值模拟
[期刊] 统计与决策
[作者]
厉孝忠 习蓉晖
文章运用我国2000~2011年统计数据对新型城镇化模式下的最优节能路径进行数值模拟。研究显示,城镇化进程中节能目标过大,国内生产总值将会降低,适度的节能目标也将促成地方生产总值增加,该结论验证了波特环境假说。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
边宇 马源
该文提出一种利用人工天空解决现有采光模拟装置在模拟准确性、模拟中未能包含光色信息以及不能实现动态采光模拟的问题。基于图像的采光模拟方法,即使用天空亮度分布图像数据作为模拟装置的输入数据,通过理论分析以及实际测量,针对情况最复杂的多云天天况提出了划分日面范围及通过计算推导其亮度值的方法,解决了太阳直射光难于准确模拟的问题。发现所提出的采光模拟装置机械结构、天穹半球内发光部分设计方案以及控制方案具有合理性,而且该装置具有模拟准确、包含天然光光色信息、可实现动态采光模拟等特点。
[期刊] 水产学报
[作者]
孙頔 刘飞
由于能提高资源利用率,减少环境污染,低碳高效池塘循环流水养殖(IPA)作为一项新型养殖技术被大力推广。为了提高养殖过程中的集污排污效率,本研究拟采用构造负坡底面的方法对养殖槽结构进行优化。通过建立二维养殖槽简化模型,结合计算流体力学—离散单元法(CFD-DEM)模拟计算与核偏最小二乘(KPLS)建模方法,建立槽内垂向流速分布与底面坡度和粗糙度的关系模型。在此基础上结合泥沙运动理论,获得了槽内颗粒起动流速与单宽输沙率模型,在构建颗粒起动和输运两方面的性能指标后,利用基于偏好的多目标粒子群算法(DP-MOPSO)寻求最优底面坡度。寻优结果显示,随着底面粗糙度的增加,最优坡度略有减小,范围为0.013～0.015;仿真实验结果显示,构造最优底坡可有效提高颗粒的起动概率和槽体的颗粒运输能力,且对于表面较为粗糙槽体,坡型底面在颗粒起动方面的优越性更为显著,说明通过构建底坡来改变水流结构,从而实现养殖槽排污性能的优化是合理的。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
张黎骅 陈秋阳 孙圆圆 王之盛
研制了一种锤片-齿条式切揉试验装置,并采用二次旋转回归正交试验设计进行了玉米秸秆切揉试验,建立了玉米秸秆揉丝率和度电产量与转子转速、锤片-齿条间隙、锤片厚度之间的数学模型,并采用响应面分析和多目标优化法,得到了锤片-齿条式切揉装置的最佳工作参数。结果表明:当转子转速为2 203.03 r.min-1、锤片厚度为3.26 mm、转子-齿条间距为23.00 mm时,揉丝率为90.12%,度电产量为202.02 kg.kW-1.h-1。实践证明该装置设计方案可行。
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