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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘玉玲 吕彬 魏文礼
【目的】研究氧化沟推流转轮半径对氧化沟内流场回流长度的影响,为氧化沟工艺设计提供理论依据。【方法】采用气液两相流混合模型,并选取Realizable k-ε湍流模型封闭两相流时均方程,对氧化沟水力特性进行三维数值模拟,使用压力隐式算子分裂(Pressure-Implicit with Splitting of Operators,PISO)算法对速度与压力耦合进行求解,并采用VOF(Volume of Fluid)法对自由水面进行模拟。【结果】数值模拟得到了氧化沟推流转轮半径与水流回流区长度的关系表达式,表明回流区长度和直道段长度之比与叶轮半径和小弯道半径之比呈直线关系,并通过量纲分析法对其进...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
郑艳 魏文礼 刘玉玲
为了改善丁坝后因回流导致的流态恶化、泥沙淤积等问题,进一步研究丁坝长度对回流区长度的影响。运用计算流体力学(CFD)方法,对宽浅河道中非淹没丁坝的流场进行二维数值模拟研究,并与试验值进行对比。结果表明:RNG k-ε模型能够较好地模拟丁坝下游的回流尺度,能够较好地描述丁坝下游实际回流的产生、扩散及消失过程。说明在宽浅河道中,丁坝长度对回流长度显著影响,丁坝越长,回流边线越长越宽;河宽束窄系数随丁坝相对长度增加而增大,两者呈线性关系。
关键词：
丁坝 数值模拟 回流长度
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文礼 洪云飞 刘玉玲 蔡亚希
【目的】对两沟道氧化沟内水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙后沟内的流场及流速分布进行研究,以期提高沟内水流混合能力并降低能耗。【方法】在试验模型右侧增设弯道导流墙,并采用数值计算的方法求解气-液两相流时均方程,紊流模型采用RNG模型,自由水面捕捉采用VOF(Volume of fluid)法,速度与压力耦合方程组求解时使用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对氧化沟内的流场及流速分布进行模拟研究。【结果】数值模拟表明,在水下推动器、曝气转盘同时运行时增设弯道导流墙后,氧化沟内的流场及流速分布更加均...
[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] 渔业科学进展
[作者]
李瑞鹏 田云臣 李青飞 丛雪琪 秦海晶
通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控，可降低饵料残留，避免水质恶化。为此，本文采用数值模拟方法研究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响，并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先，通过对比Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε三种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果，确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时针对多相流模型，对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比，为提高计算准确性选用DPM离散相模型，并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次，以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例，模拟不同进水流速下养殖池流场、排污、水温调节的效果。最后，针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示，日常采用1.0 m/s的进水流速，可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本；投饵前，采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题；进食结束后，采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵壁面水质恶化；水温异常时，采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s可使20 ℃的水下降到正常水平，精准化控制水温。采用本文提出的方法可以针对不同养殖生物，养殖环境，设计进水流速智能调控策略，可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差、水温异常等问题。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文礼 李盼盼 洪云飞 刘玉玲
【目的】研究进水口处垂直挡板长度对沉淀池内速度场和污泥质量浓度场分布的影响，为实际工程中沉淀池的优化设计提供参考。【方法】采用简化的多相流混合（Ｍｉｘｔｕｒｅ）模型，对辐流式沉淀池内液固两相流水力特性进行二维数值模拟，选取ｒＮＧｋ－ε紊流模型封闭时均流方程，采用有限体积法对微分方程进行离散，使用压力隐式算子分裂ＰｉＳＯ（ＰｒｅＳＳｕｒｅ－ｉＭＰｌｉｃｉｔ ｗｉｔｈ ＳＰｌｉｔｔｉＮＧ Ｏｆ ＯＰｅｒａｔＯｒＳ）算法进行速度与压力耦合求解。然后设初始时刻沉淀池内为清水，进水为含一定质量浓度污泥的污水，在此条件下模拟并分析不同挡板长度时２个模型沉淀池内速度场和污泥质量浓度场的变化规律。【结果】沉淀．．．
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
郑耀泉 阎玉民 刘婴谷 李光永 冯绍元
建立了小管出流环沟灌溉土壤水运动的数学模型和环沟内水流推进模型，并用数值法求解。应用该模型可以确定小管出流环沟灌溉的技术参数。
关键词：
小管出流环沟灌溉 土壤水运动 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
辛喆 张兰金 常近时
在现有水轮机引水元件(包括导叶)内部流场数值计算方法和设计理论的基础上,基于Navier -Stokes方程和标准的k- ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型机的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算。计算结果表明:混流式水轮机导叶叶间流道中的水流运动沿周向呈周期性变化,叶道中间水流速度较大,越靠近叶片速度越小;随着导叶开度的增大,水流切向速度减小,径向速度增大,导叶出口的水流角增大;导叶出口水流速度及环量分布不均匀,与工况变化有关,进行转轮及全流道三维湍流计算时应考虑这一因素;叶型表面水流速度和压力分布随导叶开度变化的规律比较复杂。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘洪禄 曾德超 杨培岭 马廷玺
根据连续方程、零惯性的动量方程以及最佳灌水状态概念，建立了描述波涌灌田面行水流动的零惯性模型。用Newton－Raphaon和Preissman法对模型求解实现了波涌灌田面行水流动的模拟，探讨了波涌灌田间入渗和行水机理。用计算机模拟试验的方法，研究了波涌灌灌水技术参数对灌溉系统性能的影响，提出了确定波涌准灌水技术参数的原则和方法以及连续地面灌灌水技术的改进方案。模拟结果得到商丘田间试验的验证。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
崔勇 蒋增杰 关长涛 万荣
利用有限单元法建立了水流作用下筏式养殖设施动力响应的数学计算模型,通过数值求解对浮标和吊笼结构的最大位移以及锚绳受力进行分析。计算机模拟结果表明,筏绳在水流作用下产生明显的变形,其形态变化与实际基本相符。当流向一定时,浮标和吊笼的最大位移值以及左右两侧的锚绳受力均随流速的增加而增大。其中,浮标最大位移值7.6m,吊笼最大位移值9.6m。当流速一定时,浮标和吊笼的最大位移值与右侧锚绳受力随着来流角度的增加而增大。左侧锚绳力受来流方向变化影响不明显,其最大值为3 780N。
关键词：
筏式养殖 有限元 水流 数值模拟
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
韩宇平 许拯民 蒋任飞
为了便于对灌区的节水灌溉措施进行生态环境影响评价,采用有限差分法,利用MODFLOW软件建立了银川平原浅层地下水水流模型,并对银川平原浅层地下水进行了数值模拟。结果表明,在模型的识别阶段和验证阶段,所有观测孔水头的计算值与观测值,在各时段拟合误差绝对值的平均值分别为0.055和0.105 m,所有结果显示两者基本一致,说明所建模型可用于灌区水资源管理的仿真计算。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
梁士鹏 郭维东 陆谦益 王颖 王瑶 杨梓
为解决水噪声试验中因改变边界条件耗时费力的问题,采用了基于VOF和k-ε黏度模型的CFD分析方法,通过改变上游来流量、消力池长度及尾坎高度,对宽顶堰消力池内的各水力要素及水噪声场进行了数值模拟,并且与物理模型试验所得结果进行比较。结果表明:模拟水面线变化趋势与实测水面线误差在30%之内;模拟流速与实测流速误差在30%之内;模拟水噪声在4500~8000Hz之间与实测结果声压级误差在6.5db之间,数值模拟结果与物理模型试验结果较为吻合,说明采用该数学模型模拟低水头情况下宽顶堰消力池内水流的流态与水噪声是可行的。得到了各水力要素及水噪声随流量、消力池长度及尾坎高度变化的规律。相同尾坎高度和消力池长度情况下,上游来流量为12.5,10.3,6.9L·s~(-1)都有水跃产生,同时距上游越近,水面位置处的流速越大;相同上游来流量和消力池长度情况下,尾坎高度对水跃影响明显,同时越靠近宽顶堰位置,水面处的流速越大;相同上游来流量和尾坎高度情况下,消力池长度对水跃影响也比较明显。同时发现水流噪声最大声压值都出现在消力池尾坎附近。
关键词：
消力池 水流噪声 声压 频谱 数值模拟
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨程 吕岁菊 李春光 景何仿
【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘跃 谭立新
【目的】在同时考虑进水与池内水的污泥质量浓度差异和温度差异的条件下,对平流式二沉池内的异重流现象进行数值模拟,重点研究异重流对池内流场及污泥沉降规律的影响,为优化沉淀池结构设计及提高沉淀池工作效率提供理论支持。【方法】选取Mixture模型和RNGκ-ε2方程紊流模型,设初始时刻二沉池内水为清水,进水为含一定质量浓度污泥的污水,并通过设置池内水与进水的不同温差模拟夏季与冬季环境,利用模拟数据分析不同时刻各工况下异重流的演变规律。【结果】池内水与进水的单纯污泥质量浓度差异会产生下异重流,小温差低温水与夏季大温差低温水进入均会导致下异重流产生,温差增大,下异重流作用更为明显;高温水进入会同时产生上...
关键词：
二沉池 异重流 数值模拟
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
樊佳 武延坤 许仕荣 张金松 李秀
为了改善城市污水混进垃圾渗滤液后经常出现的TN含量超标问题,运用数值模拟方法,基于活性污泥模型ASM2d构建推流式A2O工艺数学模型。经过灵敏度分析和参数校正后,模型出水中COD、TN含量、NH4+–N含量模拟值与实测值的相对误差分别为2.1%、2.6%和1.6%。采用单因素试验和多因素正交试验优化混合液回流比、污泥回流比、好氧段溶解氧对出水TN含量的影响,结果表明,当混合液回流比为400%,污泥回流比为100%,好氧段溶解氧控制在3 mg/L时可达到较佳脱氮效果。
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