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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
缪承希 Louis Benteux Damir Valiev
该文通过数值求解可压缩Navier-Stokes方程以及单步不可逆Arrhenius化学动力学,研究了狭长半开放通道内火焰的火焰-声波相互作用过程。运用模态分解技术,具体包括本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和谱本征正交分解(spectral proper orthogonal decomposition,SPOD)方法,对数值计算结果中的温度场进行了分析,探讨了流动不稳定性(hydrodynamic instability)对火焰振荡过程的影响。POD的前3个模态描述了火焰前锋的褶皱,该过程类似于Darrieus-Landau不稳定性的非线性阶段。SPOD结果表明,火焰前锋上的褶皱运动频率和通道固有频率的基频一致。对涡量场和速度矢量场也进行了SPOD分析。结果表明,在高频模态中观察到了微弱的涡,这与火焰前锋的褶皱运动有关。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
巴清心 赵明斌 赵泽滢 黄腾 王建强 李雪芳 肖国萍
高压氢气泄漏并发生点火是氢火灾事故的核心场景,也是氢安全研究的基本内容.该文对高压氢气泄漏后立即点火、延迟点火以及有防护墙存在时的延时点火3种场景进行了数值模拟仿真,分析了点火时间、防护墙对温度和超压的影响.结果表明:氢气泄漏后在喷口处立即点燃会形成射流火焰,该过程不会产生明显的超压;泄漏一段时间后再进行点火,将由点火中心产生压力波并向外传播,并随着与点火中心距离的增大,最大超压降低,燃烧稳定后形成的射流火焰与立即点火时基本一致;防护墙有效削弱了压力波及火焰向墙后方的传播,墙后方的超压及温度明显降低.因此,合理设置防护墙可以缩小危险范围,缩短安全距离.
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
费腾 沈畅 游小清
微重力与常重力条件下的燃烧现象存在显著差异。深入研究微重力条件下的扩散火焰结构,对于丰富燃烧理论,促进航天工程等领域的发展具有重要意义。该文采用数值模拟手段,研究了多元扩散燃烧器下的乙烯/氧气/氩气火焰的结构特征,设计了3组计算工况分别研究重力、压力及氧气体积分数对火焰结构的影响机制。结果表明,该多元扩散火焰的形态与燃料当量比和压力相关,在常压及富燃条件下形成双层火焰,内层与外层分别由乙烯和一氧化碳的燃烧产生。随着重力加速度由9.8 m/s2降至0,火焰的高度升高、宽度变宽、温度降低。随着压力由50 k Pa升至500 k Pa,火焰高度降低且形态发生变化,同时火焰温度在常重力和微重力条件下分别升高了590和80 K。随着氧气体积分数由1.00降至0.50,火焰高度升高,火焰由分离火焰转变为双层火焰,同时火焰温度在常重力和微重力条件下分别降低约250和600 K。
[期刊] 价格理论与实践
[作者]
郭慧东 张晶杰 魏子杰 张念武
为分析全国碳市场碳价和现货电价相互作用机理，本文建立市场环境下火电厂利润模型，以某省电力系统为例，讨论碳价与现货电价协同的碳减排效果。研究认为：在特定的电力供需场景中，在理性充分竞争现货电力市场环境下，采用“可交易绩效标准”配额分配机制的碳市场，不但不会引起电价上涨，还可以在一定程度上降低现货市场出清电价；通过碳市场机制使包含碳排放成本的气电成本低于煤电成本，增加燃气发电的市场竞争力，进而由碳排放强度低的燃气发电代替燃煤发电，但实现此目标需要高碳价，此时的市场电价也会大幅上涨。因此，要在经济可承受范围内取得更大的减排成效，需要扩大碳市场的行业覆盖范围，挖掘全社会减排潜力；碳市场和电力市场协同可提高可再生能源发电装机占比和发电量占比，推动电力系统低碳转型。
关键词：
碳价 现货市场 电价 碳市场 配额分配
[期刊] 资源科学
[作者]
田静 苏红波 夏军 刘昌明 杨德林 王中根 邱冬生 梁军 邓祥征 张仁华 陈少辉 柳文华
面向国家水资源综合研究的需求,本文提出了建设中国水系统数值模拟和综合集成研究平台的方案,包括水资源科学数据库、水系统数值模拟平台、水资源数据和产品的真实性检验系统、基于网络的水系统协同应用环境、水资源综合决策支持系统和水资源数据、产品服务与发布系统六大部分。中国水系统数值模拟和综合集成研究平台建设的总体目标即是通过对水资源数据、模型、知识的综合集成,利用计算机和网络的先进技术,引入水系统协同研究的新理念,搭建起可以满足不同部门和人员需要的开放式的水资源研究和应用平台,服务于不同部门和机构,不同层次科研人员、管理人员乃至社会公众研判、决策的水资源科学数据和产品,从而推动水资源科学综合研究和应用的...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨家培 马骁 雷体蔓 罗开红 帅石金
燃料电池流道或扩散层结构的优化是改善高电流密度下排水性能的重要措施,已有研究多集中于流道或扩散层的独立优化,缺少针对穿孔型扩散层与波浪形流道中水输运的协同优化。该文采用多松弛时间格子Boltzmann高密度比多相模型,模拟了高电流密度工况下燃料电池流道和扩散层孔隙尺度下水的输运过程,分析了扩散层中Re大小和波浪形流道角度、以及扩散层中开孔形状和位置对燃料电池水管理的影响。结果表明:对扩散层以及流道的形状进行协同优化可以更有效地提高燃料电池的排水速率;同时发现扩散层中水开始排出的时刻随着Re的增加而减小,而与波浪形流道角度、开孔形状以及位置无关。该文针对锥孔型扩散层和波浪形流道的优化对未来的燃料电池在高电流密度下的水管理优化设计具有指导意义。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
李娜 李昕 施伟 柳春光
针对固定在钢框架上的平面网衣水动力特性进行研究，基于SACS，采用有限元Member单元建立网衣水动力荷载计算模型，利用参考文献中分别使用有限元Truss单元和Beam单元所建立模型的计算结果对该模型进行了验证。通过对比得出，在SACS中所建立的平面网衣数值模型可以较为准确地计算网衣在波流下的水动力，初步证明了在SACS中建立大型钢结构养殖网箱+固定式海上风力机融合结构模型的可行性。进一步，采用该数值计算模型对不同波流工况下网衣结构的水动力荷载进行了计算，分析了不同流速、波高和波周期下网衣受力的分布规律。由计算结果可知，随着海流流速、波高的减小和波周期的增大，网衣受到的水动力荷载呈现出逐渐减小的变化趋势，其中波周期的影响尤为显著，比如由于该参数影响使得指定位置节点水动力荷载差距可达80%；另外，波流作用下网衣结构受到的水动力荷载，最大受力位于网衣顶端两侧位置，波高对网衣上部受力影响更大。这些结果可为融合结构中网箱部分的设计提供参考。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
黄小华 郭根喜 胡昱 陶启友 张小明
基于已建立的浮架和网衣数学模型,对不同波况和流速共同作用条件下HDPE深水网箱所受的锚绳力、波流力、容积损失率以及浮架倾角进行数值计算,设计的波流要素值为:波高H=4～6m,周期T=6.0～8.6s,流速U=0.3～0.9m/s。结果表明,网箱锚绳受力、波流力和容积损失率均与波高和流速成正比,与周期的关系不明显,且网箱系统所受的波流力约为网箱迎浪侧两根锚绳受力的合力。在波高H=4～6m、流速U=0.75m/s时,网箱容积损失率达到47%～56%,网箱变形较为严重,为此建议网箱养殖区域应选择流速小于0.75m/s的海区较为适宜。周期对网箱容积损失率的影响很小,对浮架倾角的影响较为明显,波高和流速...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
邱妮珊 姚作芳 左秀玲 罗盛
精细波浪数据是研究岛礁珊瑚分布和地形地貌结构的基础。目前，珊瑚礁体内部及更小尺度上开展的长时间序列精细化波浪模拟研究还很缺乏，不足以获取岛礁区域精细化的波浪特征。论文以中国南海西沙群岛的永乐环礁为研究区，基于SWAN模型自嵌套波浪模拟和16 m分辨率地形数据，开展2017—2021年永乐环礁高分辨率精细化岛礁波浪模拟，并基于地貌、方位和岛礁分析了研究区有效波高、浪向、波浪能流密度等的精细空间分布特征。研究结果表明：模型模拟波浪与实测波浪Pearson相关系数为0.95，显著性水平P<0.01；永乐环礁5年平均有效波高和能流密度随月份呈现“U”型变化趋势，NE向的平均浪向频率为20%；深潟湖和礁坡的5年平均以及最大有效波高和能流密度最高；平均能流密度呈现南部暗礁最高、西南部次之、北部和西部最低的规律；自外海传播进潟湖的波浪，各方位上礁坡到礁坪的能流密度衰减高于30%，岛礁南部衰减最多达72.7%。研究可为珊瑚分布规律探讨、珊瑚礁保护与恢复和海岸工程建设等提供方法和理论支撑。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吕伟荣 陈智 王智丰 梁炜 周世军 徐伟芬 沈明燕
木拱廊桥在中国乃至世界桥梁史上是一种独有的创造,它有着独特的构造特点与结构受力性能。运用Sap2000分析软件,对享有世界第一跨度的浙江丽水九龙国家湿地九龙木拱廊桥进行精细建模,研究廊桥在不同荷载工况下的结构内力和挠度,并对分析结果进行对比。分析结果表明,"三节苗"与"五节苗"在2类工况下均能实现各杆轴力均匀变化,而弯矩、剪力相对较小,实现了拱结构受力机制。
关键词：
大跨木拱廊桥 拱结构 数值模拟 内力分析
[期刊] 中国水产科学
[作者]
张硕 张世东 胡夫祥 初文华 黄成裕 刘斐凡 张秋驰
为了对4种不同开口大小的六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度下数值模拟和水槽模型试验的阻力系数进行对比验证，分别利用水槽模型和数值模拟试验方法对4种不同开口比(γ_(ty) =0.0625, 0.14, 0.25, 0.39)六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度(θ = 0°, 15°, 30°, 45°)状态下的阻力进行测定，并计算两种方法的阻力系数。结果表明: 1) 在数值模拟和水槽模型试验中，人工鱼礁模型阻力均随着开口比的增大而减小；礁体迎流角度的变化可改变礁体阻力，且在4种迎流角度下，人工鱼礁阻力在θ = 30°时最大。2) 人工鱼礁数值模拟与水槽模型试验中，当θ =15°、30°、45°时，阻力系数均随着开口比的增加而增加，具有明显的线性关系，且阻力系数在迎流角度θ = 30°时最大。3) 数值模拟与模型试验阻力的相对误差在0.12%～17.18%，平均误差7.43%；礁体阻力系数的相对误差在0.03%～14.64%,平均误差5.26%。阻力及阻力系数误差均在20%以下。水槽模型试验与数值模拟阻力和阻力系数相关系数R分别为0.99和0.80，P<0.001，具有极强的相关性。因此，利用数值模拟精细化研究人工鱼礁水动力性能是可行的。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李子巍 淮永建 付慧
虚拟植物生长模拟研究是数字林业的研究热点。为了在植物生长过程模拟中考虑植物的生理特征,真实地反映不同光照条件对植物各组织器官形态结构及生长发育特征的影响。基于植物的光生长环境仿真,提出了一种基于光照模型的植物器官形态结构动态演替生长算法。采用双三次Bezier曲面构建植物叶片组织器官,并引入曲面影响因子、植物光属性因子,对植物形态结构和叶序分布进行真实感建模。根据光照对植物叶片生长发育的影响,提出了基于光作用的碳汇动力学仿真和植物分枝结构的动态演替方法。为了验证本算法的有效性,依据不同光照条件下绿萝的生理特征数据,对该生长模型算法进行了有效验证,获得了较好的真实感效果。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
赵云鹏 陈小芳 许条建 关长涛 崔勇
针对鲆鲽类方形重力式网箱在纯波浪条件下的水动力特性,采用数值模拟的方法对鲆鲽类方形深水重力式网箱的主要部件——浮架系统、配重系统、锚碇系统进行了模拟。将模拟结果与实验结果进行分析比较表明,数模与物模各量值吻合良好,平均相对误差均不超过9%,表明数值模拟的方法能较好地模拟鲆鲽类方形深水重力式网箱的水动力特性。在此基础上,用数值模拟的方法,进一步研究了底框质量和网衣高度的改变对网箱各参数的影响,模拟结果显示,底框质量改变主要影响锚绳受力和底框倾角,底框质量从80 g升至100 g再升至140 g的过程中,锚绳受力平均增幅分别为13%和19%,同时增大底框质量有助于减小底框运动倾角,其平均降幅分别为...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
黄海峰 买买提明·艾尼 高桥昭如 菊池正纪
为了从原子尺度弄清楚因辐射损伤而出现的第二相铜沉淀物对位错运动状况的影响,在Osetsky模型和Malerba势能基础上,通过共轭梯度法进行能量最小化,对BCC铁中刃型位错与铜沉淀物的相互作用进行了模拟。再现作用过程的同时,重点探讨了铜沉淀物直径、间距等因素对相互作用的影响,并将模拟结果与连续体理论模型进行了对比分析。结果表明:铜沉淀物直径越大,相互作用越强,位错越难越过沉淀物。而铜沉淀物间距越大,位错越容易越过沉淀物,Malerba势能下的模拟结果相比Ackland势能下的模拟结果与连续体理论模型结果相符得更好。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
崔勇 关长涛 黄滨 李娇 公丕海
根据有限单元法建立了波浪作用下双层网底网箱的受力运动模型,通过数值计算求解双层网底的位移与倾角。先将上层网底与下层网底的计算值进行比较,然后,将双层网底网箱中下层网底与单层网底网箱开展对比分析。计算结果显示,在波浪周期内,双层网底网箱的2层网底能保持相对平行的状态。2层网底的位移与最大倾角随着波高与周期的增大而增加,并且2层网底的倾斜方向一致。在相同波浪条件作用下,下层网底的水平位移大于上层网底,二者垂直位移差异较小,下层网底最大倾角值大于上层网底。研究发现,当波高为15 cm、周期为1.4 s时,双层网底网箱的2层网底的倾角相差最大,但并未发生接触碰撞,网底可以保持相对稳定。此外,双层网底网箱的下层网底的最大位移值小于单层网底网箱,最大倾角值大于单层网底网箱。研究表明,当波浪一定时,双层网底网箱的最大锚绳力均大于单层网底网箱。
关键词：
双层网底 水动力 有限元方法 鲆鲽网箱
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