对22CrMoH连铸坯微观组织及合金元素影响的数值模拟

利用移动边界法得到22CrMoH连铸坯凝固过程中的温度场,在此基础上采用元胞自动机--有限元(CAFE)法对22CrMoH齿轮钢连铸坯的微观组织进行数值模拟,模拟结果与实际样品微观组织形貌基本吻合;探讨了Cr、Mo、Si和Mn等合金元素含量对铸坯微观组织的影响趋势.结果表明,在该钢号规定的范围内,适当提高Si、Mn元素含量能够提高等轴晶比例,使晶粒数目增加,晶粒平均半径减小;Mo含量的提高能够明显增加形核数量;适当减少Cr含量有助于提高等轴晶的比例,但对晶粒数目和尺寸影响较小.对22CrMoH钢中合金元素进行优化调整结果显示,连铸坯凝固组织得到了明显改善,等轴晶的比例提高近1倍,晶粒数目提高了19.96%,晶粒平均半径减小9.20%.     

基于数值模拟的热风炉燃烧模型

以首钢迁安2号高炉热风炉为研究对象,采用数值模拟的方法求出不同操作条件下拱顶温度以及燃烧效率,并求得正确表达空气预热温度、煤气流量、空燃比以及煤气成分与拱顶温度和燃烧效率关系的数学模型.该模型在满足拱顶温度约束的条件下,以热风炉燃烧效率为优化目标,得到热风炉的最佳操作模式.     

基于分形高斯噪声叠加的蒙特卡罗模拟定价

为了提高蒙特卡罗模拟定价的精度和效率,用循环嵌入方法快速精确地生成分形高斯噪声,进而叠加合成分形布朗运动,在此基础上运用蒙特卡罗方法模拟金融产品价格运动轨迹.通过对国电电力认购权证(国电CWB1)进行100个交易日模拟定价的结果表明,该方法比标准布朗运动能获得更高的定价精度.     

温度不均匀性对吸收池中气体吸收的影响

为研究温度不均匀性对低温控制吸收池中气体吸收的影响,建立了桌面不锈钢体低温控制吸收池体积分数标定装置,并使用自行编制的大气辐射传输软件ARH iRS进行模拟计算.实验结果和数值模拟计算结果表明,长1m,充满1.01×105Pa二氧化碳(CO2)气体的吸收池,由于吸收池内外温差导致内部温度不均匀分布(吸收池中轴向温度呈中心对称分布,且吸收池中间的气体温度较低,两端靠近窗片处的温度比中心温度高276~278 K),温度不均匀分布对吸收池气体吸收透射比的影响不大于0.05%,对反演体积分数的影响不超过0.80%,能够满足体积分数定标的需要.     

多场耦合作用下煤层气的渗流特性与数值模拟

根据实验研究煤样在轴向应力、围压、气压、温度单一因素作用下的渗流规律.利用Ansys12.0数值模拟了单场与多场耦合作用下煤层气的渗流规律,煤体的变形、孔隙压力、渗流场的分布规律.数值模拟得出:单场作用下煤层气在煤体中的渗流规律实验与数值模拟结果基本相同;多场耦合作用下煤的渗透率与平均有效应力曲线呈负指数关系;对试件变形的影响应力场大于渗流场,轴向应力对试件的变形大于围压;围压对渗流场的影响大于轴向应力,轴向应力对孔隙压力的影响大于围压,多场作用下孔隙压力大于单场作用.多场作用下数值模拟的结果与实验研究是一致的,因此研究煤层气的渗流规律必须考虑气-固-热的同时作用.     

钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟

钻孔抽放瓦斯是中国利用和治理煤层瓦斯最主要的方法。随着开采深度的加深,地应力场等因素对瓦斯渗流的影响越来越明显。基于对煤层瓦斯一系列的假设的基础上,考虑了地应力、煤层瓦斯压力变化对煤体骨架产生的变形的影响,推导出了孔隙率、渗透率的表达式。运用多孔介质渗流的基本定理和流固耦合的基本理论得出了瓦斯流固耦合控制方程。运用多物理场耦合分析软件对钻孔抽放下的瓦斯渗流场进行了模拟分析。得到了钻孔抽放条件下瓦斯压力的分布、不同的埋藏深度下以及不同的钻孔参数（抽放负压、钻孔半径）对瓦斯渗流场的影响。分析模拟结果可以对现场     

一阶脉宽调制型负载

针对目前负载模拟器动态和时变特性的局限性,提出了一种新的一阶电气负载设计方法。该方法借助调节负载开关管的导通时间实现电气负载的切换,以模拟一定参数范围内的任意一阶目标负载,通过单位周期内负载响应曲线的“函数距离”在负载曲线面积中所占的比例评判负载的模拟程度。对任意给定的实际负载使用其截止频率信号作为输入进行仿真,结果显示：对截止频率分别为20、50、80Hz的3个负载进行模拟,PWM的周期T为1 ms,占空比δ分别为9.9%、39.4%、69.1%,模拟偏差为1.48%、3.92%、3.57%,可见其负载模拟程度很高。仿真实验表明用该方法设计的一阶电气负载能够模拟一定参数范围内的任意一阶负载。     

尿素深施条件下模拟稻田中氮磷的动态特征及其降污潜力分析

采用室外微区模拟试验,于水稻返青生长期,采用尿素造型深施方式,在3、7和11cm等3个不同施肥深度处理(分别表示为t-3、t-7、t-11)条件下,对田面水和土壤中氮、磷、以及悬浮物(SS)等主要污染物的动态特征及其降污潜力进行了研究。结果表明,尿素深施后5～7d内,田面水中氮素呈总体下降趋势,于第7d后达较低的浓度水平;硝氮(NO3--N)各处理间浓度差异较小,但整体上要高于铵氮(NH4+-N),就污染源而言,田面水NO3--N负荷不容忽视。田面水氮素浓度与尿素深施处理没有相关性。与对照处理撒施(表示为t-c)相比,深施处理的田面水中氮素浓度可分别降低NO3--N 29%～47%、NH4+-N 64%～89%、总氮(TN)79%～97%。t-3和t-7的田面水总磷(TP)和可溶性磷(DP)浓度都处于较高水平,与t-7和t-3相比较,t-11可分别降低TP浓度32%～73%、DP浓度92%～99%以及SS浓度50%～80%。因此,尿素造型深施至11cm左右,具有显著的减排降污潜力,是控制农田面源污染的有效措施之一。     

热辐射在倾斜通道热流场的作用

针对热辐射是通道内热流场的重要影响因素之一,采用实验和数值计算方法对倾斜角度为10°、20°和30°的两端开口通道内热流场进行了研究。使用基于大涡模拟(LES)求解浮力驱动N S方程的数值模拟方法求得的模拟结果和实验值吻合较好。通过使用耦合热辐射模型的数值计算结果和忽略热辐射的数值计算结果分别与实验结果进行对比分析的方法发现,在热源一定的条件下,对于倾斜角度在10°～30°之间的通道,热辐射使通道上部高温区域的温度降低,随着倾斜角度的增大,热辐射对通道低端开口上壁面附近的影响作用减弱,而倾斜角度对于热辐射在通道高端开口上壁面附近的作用则影响不大,同时,在通道倾斜角度为30°时,热辐射使通道内高温区域向高端开口方向倾斜,并使通道高端的下部温度升高。整个实验和计算结果可为倾斜通道内热流场的理论研究提供参考依据。     

某类重特大火灾数值模拟研究

某酒吧火灾、深圳舞王俱乐部火灾和福建长乐拉丁酒吧火灾的发生场所和火灾原因类似,且短时间就造成大量人员伤亡,研究这类火灾防控措施有较好的意义。本文利用FDS软件构造某酒吧的火灾模型,合理分析场所的人员情况设定疏散模拟参数,根据火场情况设定合适的火灾场景,分析热辐射、烟气温度、烟气毒性、烟气能见度等参数的变化过程,并得到可用疏散时间。结合CFE软件进行人员疏散过程模拟,模拟的预期火灾人员伤亡与实际情况较好相符;并对不同的可燃物类型、消防设施状况和待疏散人数进行火灾后果分析,可燃物分析结果说明装修用聚氨酯泡沫吸音棉是造成火灾极速蔓延的直接原因,这类材料产生大量的有毒浓烟,很快就造成人员伤亡;不同消防设施模拟分析的结果体现了自动消防设施的重要作用,公共娱乐场所的自动喷水灭火系统应推广快速响应喷头,未按国家标准安装自动消防设施是造成重大火灾人员伤亡的成灾原因;对酒吧不同待疏散人数的火灾预期伤亡数定量分析证明了公共娱乐场所定员管理的重要意义;模拟分析的结果可用于此类火灾成因分析和火灾防控措施研究。