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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘嘉美 王文娥 胡笑涛
为进一步研究U形渠道圆头量水柱过流特性及测流精度,利用Flow-3D软件对U形渠道圆头量水柱水力特性进行数值模拟,将渠道水流流态及水面线的实测值与模拟值进行对比,同时研究不同规格的圆头量水柱流量与驻点水深的关系及水头损失情况,并拟合出其流量公式。结果表明:模拟值与实测值的相对误差<10%,两者具有较好的一致性,数值模拟结果可为圆头量水柱的结构优化提供依据。流量与驻点水深有很好的线性相关关系,相关系数0.98;水头损失随收缩比的减小而增大,相比量水槽水头损失较小,但顺流长度过大,水头损失反而增大;根据数据拟合出的流量公式,最大相对误差为9.74%,平均误差为2.66%,满足精度要求。
关键词：
渠道 U形渠道 圆头量水柱 收缩比
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘英 王文娥 胡笑涛 谭骁凡
【目的】基于临界流原理,研究不同因素对U形渠道圆头量水柱水力性能的影响,为其在我国北方灌区的推广应用提供参考。【方法】对U形渠道上6种喉口收缩比(ε=0.75,0.70,0.63,0.56,0.50,0.44)的圆头量水柱在5种流量(Q=0.015,0.025,0.035,0.045,0.055m3/s)、4种渠道比降(i=1/1 000,1/2 000,1/3 000,1/5 000)下的测流公式、适宜喉口收缩比、水头损失、临界淹没度、测流精度等水力性能进行试验研究。【结果】圆头量水柱的驻点水深与流量间存在良好的指数相关关系,相关系数达0.997。根据试验数据回归分析得到了4种渠道比降的流量...
[期刊] 海洋水产研究
[作者]
王飞 丁天明
根据动力学原理,研究在水流作用下圆柱形网箱锚绳的受力特性,导出锚绳形状和张力的一阶微分方程组,并利用四阶Runge-Kutta计算法,结合Matlab工具,对圆柱形网箱的系泊锚绳,在水流速度、水流冲角、水深和锚绳长度等参数下的空间位置及张力变化进行数值求解和仿真模拟。模拟结果显示,在给定的初始条件下,锚绳长度对锚绳的空间位置影响最显著,水流冲角对锚绳张力的影响最大,水深对形状和张力的影响最不明显;锚绳张力随长度的增加而减小,随水流冲角、流速的增加而增加。
关键词：
圆柱形网箱 锚绳 张力和形状 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]
钟新铭 马孝义 王文娥 许坤鹏 樊琨
【目的】研究弧底梯形渠道无喉道量水渠槽的水力特性，为灌区水资源的科学管理和可持续利用提供参考依据。【方法】利用Ｆｌｕｅｎｔ６．３大型计算流体力学软件，基于ＶＯＦ方法跟踪自由液面，采用ＲｎＧｋ－ε湍流数学模型和ＰＩＳＯ算法，对不同收缩比条件下的弧底梯形渠道无喉道量水槽进行三维数值模拟，分析了弧底梯形渠道无喉道量水槽内部流场以及水位流量关系，将模拟结果和实测资料对比验证，同时进一步分析了弗劳德数、临界淹没度等量水槽各项水力性能。【结果】与传统无喉道量水槽相比，弧底梯形渠道无喉道量水槽具有显著优点：（１）量水槽结构简单，过流顺畅且呈良好的流线型；（２）临界淹没度（Ｓ）可达０．８９，水头损失小，弗劳德．．．
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张展博 李胜强
液体晃动是一种常见的现象,可能造成飞行器失稳、箱体结构损坏、液面监测困难等危害。因此对液体晃动的抑制受到了广泛深入的研究,其中最常用的方法就是在箱体内部布置挡板。基于Darcy定律的多孔介质模型为模拟多孔挡板提供了简单易行的方法,该文在对比实验结果验证数值模拟方法可靠性的基础上,研究了低频大幅晃动条件下水平多孔挡板不同浸没深度对液面晃动的影响,发现了波峰和波谷变化的规律以及在特殊情况下挡板导致波峰高度增加的现象,并对其机理进行了简要分析。挡板的阻碍对液面造成了扰动,导致液面围绕无挡板情况下的液面位置振荡运动,在特定情况下可能会出现更高的波峰,使得液面晃动看起来更加剧烈。
[期刊] 林业科学
[作者]
罗勇锋 李羲 李贤军 陈红斌 柴媛
基于麦克斯韦电磁场方程和木材传热传质机制,构建微波预处理过程中木材内电磁场分布及热质迁移模型,采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics)模拟微波馈入方式及谐振腔半径对圆柱形谐振腔中木材内温度分布均匀性和微波能量利用效率的影响规律,获得优化的微波谐振腔型。结果表明:1)微波馈入方式和谐振腔半径对木材内温度分布均匀性和微波能量利用效率的影响显著;2)在本研究范围内,采用三微波口馈入方式加热时,木材横截面上的温度分布最均匀,且微波能量利用效率最高,达到87.48%;3)随着微波谐振腔半径的增加,木材内温度变异系数和能量利用效率整体呈现出先减小后增加的变化趋势,优化的谐振腔半径介于0...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王静 王文娥 胡笑涛
【目的】用数值模拟方法研究压力补偿滴头的抗堵塞性,为灌溉滴头的结构改进提供参考。【方法】以孔口式压力补偿滴头为对象,综合运用流固耦合与液固两相流的数值模拟方法,分析压力补偿滴头在不同入流颗粒粒径(0.01,0.02,0.04和0.06mm)及体积分数(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%和1.2%)下,压力补偿滴头的内流场及颗粒体积分数分布规律。【结果】在供试颗粒粒径及体积分数范围内,压力补偿滴头流道内局部颗粒体积分数升高,容易发生沙粒沉淀;同一位置处水的速度较固体颗粒大;随着入流颗粒粒径及体积分数的增大,滴头出流量略有减少,但仍达清水流量的94.7%以上;入流颗粒体积分数相同时,...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李玉 王相钦 闵敬春
蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合考虑换热器的紧凑度及燃油流过换热器时可能发生结焦,蛇形管内径取值2.0 mm,另外燃油流过蛇形管时被加热,温度可以升高数百摄氏度,燃油物性将会产生剧烈变化,因此本研究特别关注蛇形细管内燃油的变物性流动换热特性。研究结果表明:弯管段的对流换热系数明显高于直管段,但同时弯管段压降也显著增大;变物性的对流换热系数明显高于常物性,而变物性的压损明显低于常物性;变物性时管壁温对流动换热特性的影响较为显著,而直管段长度对流动换热特性的影响相对较弱。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
郭维东 彭炜森 李晓东 胡志华
针对矩形水槽中梯形边墩周围水流,建立耦合VOF法的三维非稳态水气两相流模型。求解后,将水深与流速分布与试验结果进行对比分析,吻合较好。在此基础上分析梯形边墩附近典型断面的流速矢量分布、绝对流速分布及湍动能分布。结果表明:在梯形边墩上游形成偏斜水流,下游形成回流区的水流结构;在边墩外侧壁处达最大流速值,在边墩上游和外侧附近的湍动能较强烈。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吉利娜 吕宏兴 余国安
为了研究闸门调控下的梯形渠段非恒定流过渡过程,在下游常水深运行条件下,采用矩形网格特征线法,对渠段上游来水量变化和渠段上游闸门在不同线性调节方式下引起的非恒定流过渡过程进行了数值模拟,研究了渠段上游来水量变化时下游流量、上游水深变化过程,探讨了渠段上游闸门在不同线性调节方式下上、下游流量和上游水深的变化过程。结果表明,当上游来水量变化时,下游流量和上游水深经历一段时间都趋于稳定,且流量变幅越大,趋于稳定的时间也越长。闸门按线性函数式调节开度后,闸门过流流量、上游水深基本按线性规律变化,而后基本维持稳定不变。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
宁涛 顾春伟
该文利用商业软件ANSYS-CFX对圆管中的脉动湍流进行了大涡模拟,分析了脉动流的减阻特性和总能耗。文中的脉动流算例包括稳态流主控和振荡流主控两种流态。结果表明:脉动流通过叠加适合的振荡流来改变稳态流的边界层特性,脉动幅值为5.5时得到最佳减阻率为25%;当脉动流的流态由振荡流主控且振荡流分量的边界层为层流时,减阻效果较好;简单正弦形式脉动流的总能耗高于相应的稳态流。
关键词：
圆管脉动流 湍流 大涡模拟 减阻 能耗
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
袁越锦 杨彬彬 焦阳 刘相东
为验证笔者建立的自然多孔介质干燥分形孔道网络模型(袁越锦,杨彬彬,焦阳,等.多孔介质干燥过程分形孔道网络模型与模拟:I.模型建立.中国农业大学学报,2007,12(3):65-69)的正确性,采用新鲜土豆切片进行热风对流干燥试验,并对干燥过程进行数值模拟。结果表明:分形孔道网络模型模拟得到的多孔介质内部温度、水分含量的分布与响应较规则孔道网络模型的更接近试验结果;分形孔道网络模型能合理地解释目前常用干燥理论所不能解释的湿斑和不规则干燥前沿等现象;多孔介质的喉径分布对干燥有显著影响,喉径分布不均匀程度越高,干燥时间越长;孔隙分形维数的大小与干燥时间无确定性关系。孔道网络模型考虑了多孔介质孔道细观...
关键词：
多孔介质 干燥 模拟 孔道网络 分形
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
丁驰竹 谭佐军
利用Monte Carlo方法模拟光在洋葱组织内部的传输特性,并结合采用光纤探头的接触式测量条件,对漫反射检测信号进行仿真计算,分析表皮厚度和光学性质对测量的影响。结果表明,表皮对信号强度有明显的衰减作用,但对平均穿透深度影响不大。在波长800nm处,探测点到入射点的距离(源探距)为0.92.0cm时,在保证信号强度的同时可达到0.50.8cm的平均穿透深度,并可检测到此深度的颈腐病害(Botrytis allii Munn.);使用直径和数值孔径较大的光纤探头可以在保证测量精度的同时提高探测灵敏度。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
于永柱 管成 张厚江 姚霄芮 张典 辛振波
【目的】墙体木柱作为木结构古建筑最重要的承重构件之一,容易出现裂纹、腐朽等缺陷,而各类缺陷会影响墙体木柱顺纹压应力的分布,导致其承载力降低,进而影响其安全性,直接威胁整个建筑的稳定性。因此,研究不同类型的缺陷对古建筑墙体木柱安全性影响是很有必要的。【方法】首先建立了墙体木柱裂纹缺陷、腐朽缺陷以及复合缺陷几何模型,并定义了墙体木柱的受压安全性系数k_c,然后使用Abaqus有限元软件分别模拟分析了裂纹缺陷模型、单侧腐朽缺陷模型、环形腐朽缺陷模型和复合缺陷模型最大顺纹压应力的大小和位置,探究了不同尺寸的缺陷对墙体木柱安全性的影响,并进行了实例验证。【结果】单侧腐朽缺陷以及复合缺陷会使墙体木柱在径向上出现较大偏移,对木柱的稳定性产生较大影响,而裂纹缺陷和环形腐朽缺陷在径向、顺纹方向和切向上偏移较小;裂纹缺陷、单侧腐朽缺陷、环形腐朽缺陷和复合缺陷都对墙体木柱最大顺纹压应力和安全性有较大影响,最大顺纹压应力总是出现在有效截面面积最小处,且均随各缺陷程度的增大呈指数增加,而安全性系数呈指数下降,同时复合缺陷对墙体木柱安全性的影响要大于单一缺陷对墙体木柱的安全性影响。半露明柱与暗柱在腐朽深度相同时,安全性相差不大,在腐朽面积相同时,半露明柱的安全性要远低于暗柱。【结论】裂纹缺陷和腐朽缺陷会降低墙体木柱的安全性,而有限元数值模拟能够计算出墙体木柱的顺纹压应力最大值,进而量化墙体木柱的安全性,其结果可以为墙体木柱的修缮提供依据。
关键词：
墙体木柱 缺陷 数值模拟 安全性
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