流量系数数学模型的建立与计算机过程仿真

流量系数数学模型的建立与计算机过程仿真

一、流量系数数学模型的建立及计算机过程模拟(论文文献综述)

李珊珊[1](2021)在《琴键堰泄流水力特性与体型参数研究》文中研究说明基于上下游倒悬设计的琴键堰(PKW)可以直接放在坝顶上,极大提高了传统折线型堰的适用范围,且数倍于直线堰的泄流能力使其成为应对大坝泄洪能力不足的一种有效解决方案,无论对于新建水库还是已有水库的提升改造均有着广阔的应用前景。但由于琴键堰几何参数众多,体型结构复杂,再加上发展历史较短,其研究成果尚未形成系统,堰流理论也很不成熟,也缺乏通用的设计准则与方法,制约了琴键堰的工程设计及推广应用。本文依托于国家自然科学基金项目,在西安理工大学水力学试验大厅长16米,宽0.5米,高0.75米的水槽中对不同琴键堰体型自由出流和淹没出流工况下进行了400余组次的试验,并基于VOF技术和RNG k-ε湍流模型,数值模拟了 280多个工况下的琴键堰三维流场。综合试验及数值模拟的数据,系统研究和分析了琴键堰过流的水力特性,体型参数影响以及泄流能力三方面的内容,明确了影响琴键堰泄流能力的水力学机制,给出了优化的琴键堰体型参数范围,提出了基于多影响因素和基于叠加原理的琴键堰高精度水力设计公式并对琴键堰在实际工程应用中初步设计的方法进行了探讨。主要内容和成果有:(1)琴键堰基本水力特性及泄流机理在自由出流条件下,综合本文模型试验和数值模拟得到的不同水头条件下琴键堰泄流系数及其他学者研究成果,确认了琴键堰泄流系数呈低水头下较大,随水头增加泄流系数先小幅增加后逐渐减小的变化趋势;利用数值模拟的结果分割得出了琴键堰进口、出口及侧面三个溢流前沿上的泄流量,分析了他们随水头的变化规律。细致分析了泄流流态、水面线、流线、压强、流速、紊动能、进口宫室沿程断面弗劳德数等水力学特性随水头增加而变化的规律,揭示了侧堰效率的降低,有效溢流前缘长度的减少和进口有效过流断面的减小是堰上水头影响琴键堰流量系数的主要因素。(2)四种基本体型琴键堰自由及淹没出流水力特性上下游皆有对称倒悬(Type A)、下游无倒悬(Type B)、上游无倒悬(Type C)和上、下游皆无倒悬(Type D)是琴键堰的四个基种体型(其中后三者为极限体型)。首先在自由出流的工况下,试验和模拟结果表明四种琴键堰的泄流系数的大小顺序始终为B型>A型>C型>D型,B型琴键堰泄流效率比A型高约13%,而比D型高约30%。数值模拟分析四种琴键堰体型进口断面弗劳德数和堰进口、出口和侧面溢流前缘的泄流量,单宽泄流量,泄流量百分比及泄流效率随堰上水头之间的变化规律,结果表明B型琴键堰在中低水头下侧面溢流前缘泄流效率最高,且高水头时进口溢流前缘的泄流也显着高于其他体型,因此B型在四种琴键堰中展现出最优的水力效率。而C型琴键堰,尽管向下的倒悬使其在水头增大的过程中损失了最多的有效溢流前缘长度,但其出口宫室的泄流效率较高,因此其总泄流量大于D型琴键堰。基于无量纲水头法和泄流量折减系数法分析四种琴键堰对淹没的敏感性发现,在来流量相同情况下B型琴键堰对淹没最敏感,其次是A型,再次为C型最后为D型琴键堰。通过拟合琴键堰的淹没流量系数,进一步比较四个体型琴键堰在淹没条件下的泄流能力和水力效率发现:当淹没系数S较小时,C型和D型琴键堰的泄流效率分别低于A型,而B型的效率最高。而当S>0.7时,各类型琴键堰泄流效率出现反向规律,此时淹没泄流效率取决于“对淹没的敏感性”和自由出流泄流效率两个方面的综合影响。(3)琴键堰关键几何参数及辅助体型参数对泄流能力的影响程度及作用机理利用物理试验和三维数值模拟数据,分析了不同进出口宽度比、上下游倒悬比及堰高等主要体型参数对琴键堰泄流能力的影响程度及影响机理,并从水力性能的角度提出了最佳的参数比范围。结果表明,在全水头范围内考虑,琴键堰主要几何参数进出口宽度比Wi/Wo在1.25至1.63,堰高取其倒悬角正切值Si在0.375-0.75之间以及上下游倒悬比参数Bo/Bi取2.5时琴键堰可提供最高的泄流效率。以标准对称A型琴键堰为基础,分析研究了加设堰鼻和女儿墙对琴键堰泄流能力的影响程度及影响机理,结果表明,水头较低时增设堰鼻琴键堰泄流量高出约8.5%,而堰鼻的形状(三角形或圆形)对琴键堰的流态和泄流效率影响不大;对于具有固定堰高的琴键堰,增设25mm女儿墙的琴键堰泄流效率高出14%;同时具有堰鼻和25mm高女儿墙的琴键堰,其泄流效率最大比标准体型高约16%。(4)琴键堰水力设计及工程应用方法采用量纲分析法确定影响琴键堰的关键无量纲参数,并利用正交化试验和模拟数据,分别提出基于多影响因素和基于入口、侧堰及出口断面叠加得到的琴键堰水力计算方法。与其他实验室研究成果和实际工程测量结果比较表明本文两种琴键堰水力计算方法具有很好的适用性,准确性和可靠性。基于多影响因素的琴键堰泄流系数计算公式精度在±6%范围内的概率为97%,而基于叠加得到的琴键堰泄流量计算公式,其精度在10%的范围内的概率为95%以上。提出了琴键堰设计的基本原则及合理的体型参数范围,结合已建工程升级改造和新建工程项目,给出应用琴键堰泄流能力计算公式进行琴键堰体型初步设计的基本方法和步骤及最终设计方案水力性能优化的建议。

戴志鹏[2](2021)在《固军水库过鱼设施力特性的模型试验与数值拟研究》文中研究指明闸坝建筑物阻断了鱼类上溯产卵的途径,鱼道工程为生态鱼类繁殖洄游迁徙提供重要通道,其中竖缝式鱼道是国内外广泛采用的鱼道样式,鱼道布置的合理性影响实际的过鱼效果。本文通过数值模拟研究对拟建的固军水库竖缝式鱼道方案中多个部位建立三维模型并分析水流流态,对不利于鱼类洄游的部位进行优化并提高鱼道过鱼能力,继而在优化后的鱼道模型基础上进行局部鱼道模型试验验证,主要研究成果如下:(1)鱼道在数值模拟和模型试验中呈现的水流流态相似,表现为主流在池室中间部分流动,主流流速沿程递减,左右两侧各存在大小相近且旋转方向相反的回流区,回流区区域占池室面积的80%,回流区中心区域流速值接近于0并向四周呈递增的趋势。(2)根据局部模型试验,实测竖缝的流量系数范围是0.632-0.689,平均流量系数是0.66,与数值模拟确定的流量系数0.68基本一致,说明推导的竖缝式鱼道流量公式适用于鱼道设计。(3)鱼道出鱼口 1.00m水深时过流量为0.226m3/s,2.00m水深时流量为0.450m3/s,池室流速范围是0.1m/s~0.3m/s,竖缝流速范围是0.5m/s~1.1m/s,鱼道隔板上下游水位、竖缝垂线流速分布均表明鱼道设计与数值仿真结果吻合良好。(4)针对180°转弯段和交汇口出现主流碰壁并贴壁流动的现象,应采取对应的优化措施,即通过调整转弯段上游长隔板与导板的相对位置,延长长隔板且缩短导板长度,同时往池室的纵方向上移动,从而调整主流流入转弯段或交汇口的出口位置,使主流尽可能的摆向中间而不是碰壁。(5)通过观察鱼道原型和模型试验发现,竖缝式鱼道水流呈非均匀台阶型水面线流态,池室内水面是水平的,通过数值模拟研究提取的水面线与试验测得的长隔板前后水位基本吻合。

高军霞[3](2021)在《低压调门油动机系统动态品质提升关键技术研究》文中认为以汽轮机为原动机的汽轮发电机组广泛应用于火力发电厂、核电站和地热电厂中。为使发电机组的输出功率和转速随时满足用户电能需求,汽轮机调门油动机系统必须实时控制调节汽阀开度,其调节品质直接影响到汽轮机组的经济安全运行和电力系统的稳定性。占全国总发电设备容量20%以上的中小型汽轮发电机组普遍采用环保无污染的低压调门油动机系统,其中发挥调节系统核心功能的调门油动机模块含有多级液压放大机构,结构复杂、非线性因素多,易出现液阻选型误差大、油动机迟缓率大、油动机小幅晃动或内泄漏量不稳定等问题。为了提升低压调门油动机系统动态品质,本文将缸阀一体式调门油动机结构进行细化分解,开展了先导压力控制、厚壁阻尼孔流动特性、复杂液压系统数学建模、多重配合结构的内泄漏控制等关键技术研究。主要研究工作如下:(1)针对现有单泵源多执行机构低压大流量液压系统内部难以生成独立稳定两级先导控制压力难题,提出了基于多级阻尼孔搭配电磁换向阀实现两级先导控制压力的新思路,结合理论分析、实验以及系统应用,确立了串联阻尼孔个数及孔径的基本匹配原则。结果表明,此方案不仅可以实现稳定的两级先导控制压力,在规定时间内迅速关闭油动机,而且能够预警电磁阀异常状态,提高了系统可靠性。最后,通过CFD仿真研究了集成结构内部流道阻力对两级先导控制压力的影响,实现了先导控制压力预测,并提出了集成结构改进方案。(2)设计了厚壁阻尼孔流动特性实验装置,并采用理论分析、CFD仿真和实验研究相结合的方法对比分析了两级式厚壁阻尼孔与单级式厚壁阻尼孔流动特性差别。结果发现两级式厚壁阻尼孔的前置级安装孔减缓了流场参数的变化趋势,其流量系数明显大于单级式厚壁阻尼孔流量系数。在此基础上,结合实验和CFD仿真深入研究了气穴、不同长径比及加工误差等因素对两级式厚壁阻尼孔流动特性的影响,得到了有或无气穴现象时固定长度(L=2mm)、不同直径尺寸(d=1mm,1.2mm,1.6mm,2mm,2.4mm,3mm,3.5mm)的阻尼孔流量系数稳定值,为两级式厚壁阻尼孔正确选型及数学建模中的特征参数设置提供依据。(3)针对电液转换器中的两级式厚壁阻尼孔-碟形阀口式B1型液压半桥和调门油动机多级功率放大结构中的细长阻尼孔-圆形阀口式B2型液压半桥,设计制作实验装置,研究了两种B型液压半桥的控制性能,获得了位移-控制压力的数学转换关系式及泄漏量数值范围,为后续系统建模和内泄漏研究奠定了基础。建立了基于AMESim软件的B型液压半桥仿真模型,研究了系统油源压力波动、固定液阻类型及可变液阻阀口形式等对B型液压半桥压力控制性能和泄漏量的影响,给出了基于不同目标的B型液压半桥液阻选型建议。(4)分析了低压调门油动机系统的结构特点和工作机理,通过对各级液压放大机构、液压动力元件及机械-液压随动反馈机构进行动力学分析和传递函数推导,完成了数学建模,并基于MATLAB/Simulink软件创建低压调门油动机系统仿真模型,搭建实验平台验证了模型的正确性,在此基础上分析了系统静动态性能。结果表明低压调门油动机系统存在滞后现象,响应速度慢;制定了参数变化对系统静动态性能影响度的特征表,并由此对关键设计参数进行了改进以提高系统动态品质。(5)分析缸阀一体式调门油动机的内泄漏途径,开展了同一结构形式不同个体、配合要求一致不同结构形式的调门油动机内泄漏测量实验,探寻其内泄漏量变化规律。根据实验结果提出了零位泄漏检测法,查验调门油动机装配工艺一致性并预测最大内泄漏量,为合理规划泵源总流量提供了依据。采用面向物理对象法,建立了基于AMESim软件的调门油动机系统综合泄漏仿真模型,在完成模型验证基础上分析不同配合位置的径向间隙泄漏对总泄漏量以及系统性能的影响程度,确定了影响内泄漏的关键因素,并根据内泄漏量控制目标改进了关键配合结构的径向间隙控制范围。研究表明,论文工作对提升低压调门油动机系统动态品质、丰富汽轮机低压电液调节系统领域的研究内容具有一定的学术意义和工程应用价值。

田堃[4](2021)在《公路隧道火灾疏散安全系数模型与试验研究》文中指出公路隧道为半封闭的狭长空间结构,故运营时均采用高标准的管理模式,据统计,隧道内事故发生率明显低于整条线路。然而,事故尤其火灾事故的灾情程度较洞外路段严重。因此,降低隧道火灾发生概率和提高灾后疏散效率就成为隧道运营安全的重点。总体来讲,国内外关于隧道火灾的研究多集中在燃烧理论、火灾场景、火源类型、结构损伤、人体伤害等方面,但关于火灾场景下的人员逃生疏散行为的研究较少,在人员逃生疏散方面的少量研究成果中,主要采用数值仿真单一手段,软件边界条件的假设性较强,导致分析结果与实际情况存在差异。本学位申请论文以国家科技支撑计划项目(2011BAG07B05-4)课题五子课题四“离岸特长沉管隧道防灾减灾关键技术”为科技依托,以港珠澳海底特长沉管隧道安全运营为工程背景,通过理论分析、数值计算、物理试验、疏散行为实测等方法,对公路隧道火灾人员疏散问题开展了较系统研究。通过分析隧道火灾时温度、能见度、有毒气体等对人员疏散的影响,确定了人员安全疏散的温度-能见度-CO浓度临界值;采用马尔科夫链概率分布统计方法获得5MW、20MW、25MW、30MW、40MW、60MW六种燃烧规模所对应的典型火灾场景;建立了公路隧道安全疏散可用时间T(A)、安全疏散必须时间T(R)和人员安全疏散系数等的函数模型及其解析式。本论文的主要结论分为以下几个方面。1)关于隧道火灾人员安全疏散临界值的研究。在隧道发生火灾时,对人员疏散有重要影响的火灾产物主要有:温度、能见度、有毒气体。气体温度对判断隧道使用者和隧道结构是否热暴露,估算探测火灾所需时间和火势蔓延的可能性以及设计通风系统具有重要意义。隧道内能见度好坏严重影响人员疏散成功率。有毒气体是火灾人员疏散致死率的直接影响因素。2)关于隧道火灾人员疏散行为及人员安全疏散系数模型的研究。问卷调查可知:人们对隧道疏散知之甚少,更不知安全设施的位置及用途;隧道火灾时,人员疏散心理行为与性别、年龄、受教育程度、消防教育水平等因素显着相关。通过研究隧道火灾疏散的人员行为特性及疏散安全临界值,探究出隧道火灾安全疏散条件下的可用时间函数模型与必需时间函数模型,由此建立了隧道火灾人员安全疏散系数函数模型。3)关于马尔科夫链概率分布统计的典型火灾场景研究。通过分析不同隧道类型的火灾场景,得到了两车道、三车道隧道火灾事故着火车辆引燃的主要影响因素、相应的火灾场景及发生概率,发现了火灾场景的发生概率随燃烧规模增大呈指数降低。4)关于安全疏散可用时间函数模型的研究。对影响隧道火灾安全疏散可用时间的因素进行分析,结合现有工程实例和疏散实践,通过单因素、双因素分析方法,获得纵向风速-燃烧规模双因素影响下的安全疏散可用时间模型。5)关于安全疏散必需时间函数模型的研究。将隧道火灾人员安全疏散必需时间函数模型离散化,分成疏散准备时间、疏散运动时间、出口排队时间、通道通过时间等四个方面,研究离散后不同模型的影响因素和函数解法,最终获得基于离散模型的隧道火灾安全疏散必需时间函数模型。形成以下主要创新性成果。1)建立了基于蒙特卡洛法的两车道、三车道隧道火灾场景分析方法,得到了不同断面隧道火灾着火车辆引燃条件的影响因素,获得了不同火灾场景及其对应燃烧规模的发生概率。2)得到了温度-能见度-CO浓度影响下的人员安全疏散可用时间,研究了基于纵向风速-燃烧规模下的可用时间函数规律,提出了纵向风速、燃烧规模共同影响下的安全疏散可用时间的函数模型及其解析式。3)获得了基于疏散行为实测的(1)疏散准备时间、(2)出口排队时间、(3)通道通过时间的模型边界参数;建立了基于增强学习的多元多汇疏散运动模型,给出了(4)疏散运动时间的计算方法;提出了基于离散单元的安全疏散必须时间函数模型及其解析式。4)提出并建立了隧道火灾人员疏散安全系数的函数模型及其解析式。本论文建立的基于统计分析的人员疏散模型,为实现人员疏散的评估和评价提供理论依据;建立的增强学习方法下的人员疏散路径模型,为隧道火灾时人员疏散路径及人员的数值求解提供了支持;提出的人员安全疏散系数的函数模型及其解析式,为公路隧道火灾人员疏散开辟了新的思路,提供了新的理论框架,可实现对既有运营隧道的人员疏散量化评估,并为拟建隧道中的防灾减灾和消防配套设施的设置和设计提供科学支撑。

沈浩生[5](2020)在《面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究》文中研究说明本文以建立一类能够同时满足轮机模拟器对仿真速度与仿真精度要求的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为课题中心内容,重点研究了船用大型压气机质量流量与等熵效率的建模方法以及发动机平均值模型无法预测缸内压力的解决方法,同时结合作者多年的实际项目开发经验,对轮机模拟器中主机仿真系统的开发流程与实施方案进行了详细的介绍与总结,对其中涉及到的关键技术进行了探讨,完成了理论向实践的转换。压气机模型对于涡轮增压发动机整机模型的稳态仿真精度与瞬态响应能力均具有重要的影响,而目前文献中尚无关于各类压气机质量流量与等熵效率模型在船用大型压气机中的适应性对比研究。为了揭示它们在船用大型压气机不同工作区域的预测精度与外推能力,并更好的服务于轮机模拟器中主机仿真系统的开发,以两台具有不同尺寸、流量范围与转速范围的船用大型压气机为研究对象,对比、分析了一些经典的以及近些年所提出的压气机质量流量与等熵效率模型对压气机性能图谱中已有样本数据点的预测精度以及向非设计工况区域的外推能力。在所得到的对比分析结果基础上,总结了各类压气机模型的优势与劣势,凝练了若干指导性意见,可供同领域的科研人员参考。此外,还提出了一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法,该方法仅需利用压气机的性能图谱作为输入数据。在以A270-L59型、TCA88-25070型与TCA55型这三台具有不同尺寸大小的船用大型压气机为测试对象时,估算结果的相对误差不超过1%,展现出了令人满意的估算精度。针对查表法外推结果不可靠以及单一的曲线拟合法在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题,提出了一种压气机质量流量的分区域建模方法。该方法以压气机的性能图谱为基础,首先通过定义区域划分标准,将其整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区,然后为每个区域选择预测或外推精度最高的模型。为了防止压气机的运行点在由其它区域进入低压比区时可能出现的不连续间断点,应用了一种曲线融合方法,可保证等转速线的平滑过渡。该建模方法充分利用了已有压气机质量流量数学模型的优势,既能够准确地预测设计工况区域内的已有样本数据点,又能够合理、稳健地外推至非设计工况区域。对Hadef等熵效率模型进行了改进,即利用压气机性能图谱中已有的等转速线将“质量流量-实际消耗比焓”平面划分为若干区域,再分别进行模型参数的校正,因此能够更加准确地描述压气机在不同转速范围内的工作特性。相比原模型,改进后的Hadef等熵效率模型能够有效提升对性能图谱中已有样本数据点的预测精度,同时展现出了令人满意的外推能力。在MATLAB/Simulink仿真环境下,以MANB&W7S80ME-C9.2型船用大型低速二冲程柴油机为研究对象,建立了主机工作过程仿真模型。给出了一种模型参数的校正方法,能够有效平衡主机仿真模型在各负荷条件下的仿真精度。通过开展稳态与瞬态仿真实验,验证了主机工作过程数学模型的正确性与合理性。对发动机平均值模型进行了简化,移除了主机工作过程数学模型中用于计算扫气箱内工质温度的微分方程,并假设扫气温度时刻等于空冷器的空气出口温度,经验证该简化方法并不会对主机各主要性能参数的稳态仿真精度与瞬态响应能力造成明显影响,从而可在一定程度上加快主机仿真模型的计算速度,同时为轮机模拟器中其它机电设备数学模型的细化提供空间。根据二冲程柴油机在换气过程中缸内压力曲线的特点,对一类适用于四冲程火花塞点燃式发动机的气缸压力解析模型进行了修正,即利用两个线性函数来计算换气过程的缸内压力,使之可适用于船用大型二冲程柴油机。为了取得令人满意的预测精度,利用实船测量数据与容积法模型生成的仿真数据对气缸压力解析模型中的模型参数进行校正,包括压缩与膨胀多变过程的多变指数、压缩多变过程参考点的温度与压力、燃烧效率系数以及Wiebe函数中的模型参数。将校正后的气缸压力解析模型与平均值模型相耦合解决了平均值模型无法预测缸压曲线的缺点,通过与实测示功图相对比,可发现能够很好地模拟船用大型二冲程柴油机工作循环内各阶段缸内压力的变化趋势以及较为准确地预测压缩压力与爆发压力及其曲轴转角位置。通过调整气缸压力解析模型与平均值模型的计算频率,解决了二者计算速度不一致的问题,实现了二类模型的同步。相比“容积法-平均值”混合模型,所建立的“气缸压力解析模型-平均值”混合模型在取得相近仿真速度的前提下,能够更加真实地反应缸内压力的瞬态响应过程。最后,以建立与验证的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为基础,开发了超级大型油轮轮机模拟器中的主机仿真系统,并基于WPF技术完成了相应二维仿真界面的设计与制作,实现了分辨率自适应与局部缩放这两类实用功能。此外,对仿真界面程序与仿真模型程序的运行与刷新机制进行了优化,提升了仿真系统的运行流畅性与实时性。

荆冠鹏[6](2020)在《高压流量调节阀及其工作特性研究》文中指出随着油田开发不断深入,井下工具的研究设计成为油田开发的重要环节,油田井下工具模拟实验系统对于井下工具的开发研制具有重要作用,其中流量调节阀是各类模拟井实验系统的核心部件。因此研制一种新型高压流量调节阀对于增强模拟井实验系统可靠性、增大流量调节范围、实现自动化控制具有现实意义。设计了一款集成度高、调节精准的高压流量调节阀。新型高压流量调节阀采用PLC控制、电机驱动,通过蜗轮蜗杆与螺旋丝杠配合实现阀芯开度调节。在充分分析高压流量调节阀结构和流量特性基础上,结合节流理论,进行了高压流量调节阀节流形式优选。根据高压流量调节阀驱动单元物理模型,建立了高压流量调节阀系统的数学模型,并进行了系统稳定性分析。根据调节阀节流单元的结构特征,建立了适用于高压流量调节阀的流场结构数学模型和流量公式。在此基础上,对调节阀工作参数进行分析,得到工作参数与调节阀流量的对应关系,对流场结构参数进行了优选。采用计算流体力学软件Fluent对高压流量调节阀内部流场进行数值模拟,得到了调节阀在不同压差条件下,阀口开度与流量的关系,研究了高压流量调节阀的流量特性。在内部流场数值模拟的基础上,对内部流场结构进行二次优化,并对优化后的内部流场进行模拟分析,确定高压流量调节阀的工作特性。对流量调节阀的流量调节机构进行流量特性实验研究,通过对实验结论与计算机数值模拟结论的分析研究,完成高压流量调节阀的工作特性研究。高压流量调节阀及其工作特性研究,对流量调节阀的设计研究具有一定参考价值,对调节阀性能优化提供新思路,并且为油田井下工具模拟实验系统的高压流量调节阀设计提供参考依据与理论支持。

王步云[7](2020)在《基于AVL-Fire的高压差进气道模拟研究》文中认为发动机的进气系统对发动机的经济性、动力性以及燃烧污染物排放都具有非常重要的影响,影响的主要因素有发动机进气过程阻力、气道内气体流量的大小、缸内气体速度的分布情况以及气体在缸内形成的涡流和湍流等等。在计算机模拟分析出现之前,在研发发动机的进气系统工作中,通常是在气道稳流试验台对设计的发动机进气道模型或者缸盖进行反复的测试与调整,不但耗费时间很长,对人力物力的损耗也非常大,而且随着发动机强化程度的提高,增压度越来越高,发动机的转速也逐渐提升,同时进气压差也越来越大,针对大压差搭建的气道稳流试验台成本更加高昂,此外试验的方法很难对进气系统内部的微观信息进行收集。如今对进气系统进行三维数值模拟来研究系统内的气体运动特征来获得系统内的气流宏观和微观信息的这一方法越来越受到相关研究人员的重视。本文在对某柴油机进气道进行研究时,首先在高压差气道稳流试验台上对柴油机进气道进行试验测量,然后通过Pro/E做出进气道模型,运用AVL-Fire软件对该柴油机进气道实现了模型的网格划分与三维数值模拟计算,研究了柴油机进气道和模拟气缸内的气体运动特征。先是利用试验台计算的气道流量系数对数值模拟的计算结果进行了验证,两者之间吻合的比较好,检验了数值模拟模型的准确性;此后分别对不同进气压力、不同气道压差以及不同气门升程的模型进行了数值模拟计算,获得了在不同工况下流量系数与进气道与气缸内的压力、气流流线,速度场分布等等信息,并对这些得到的信息进一步整理分析,归纳出气体在进气道与模拟气缸内的流场信息、影响流量系数大小与缸内气体混合程度的症结所在。本文的研究方法与结果对研究与完善高强化柴油机中的燃烧,在模型应用和柴油机的工程开发等使实用价值方面具有重要的意义。

张紫依[8](2020)在《复杂长距离泵站输水系统水力过渡过程仿真与控制研究》文中提出通过跨流域调水工程将水资源从丰富地区输送至短缺地区,是有效地解决区域水资源短缺、实现水资源重新分配的重要手段。当输水工况发生变化时,如输水流量调整、闸阀启闭、泵站启停、泵站事故等,输水工程的恒定流状态会遭到破坏,水流会进入水力过渡过程,输水系统中的水力参数会发生周期性波动,如控制不当,很容易发生压力、水位等水力参数超出设计值的情况,甚至引发输水工程结构破坏、淹没、弃水等一系列灾害或事故。尤其是有压输水系统,因其水击波速高,所以水力过渡过程中的水力波动更为剧烈,而泵站有压管道系统在水力过渡过程发生时,水、机、电系统间的相互作用更为复杂,水力控制难度更大,复杂长距离泵站输水系统的水力过渡过程防护问题也一直是输水工程水力控制的研究热点。因此,针对长距离、高扬程泵站输水工程的水力过渡过程开展研究,分析其水力瞬变特性,研究水力优化控制和防护方法,对于工程的设计和运行管理都是十分必要和重要的。本文基于水击和数值仿真理论,以某“上游水库-泵站-阀门-保水堰连接井-下游水库”这一复杂串并联有压输水系统为例,开展水力过渡过程研究,首先构建了含环形保水堰的连接井这一新型水力衔接结构的边界条件,能够对水力过渡过程时堰流、井流等不同流态之间的转换进行连续模拟,并利用特征线法建立了该复杂输水系统的一维瞬变流模型;然后CFD方法,对环形保水堰井连接井在不同流态下的水力特性进行了分析,定量研究了环形保水堰流量系数、局部水头损失系数的变化规律,为一维瞬变流模型的保水堰连接井边界条件提供了水力参数;在以上成果基础上针对长距离输水系统事故停泵、正常启停机、开关阀门等水力瞬变过程进行数值仿真,对系统中可能出现的水击问题进行研究,提出了复杂长距离泵站输水系统水力过渡过程的水力控制原则,可为泵站及输水系统的设计及安全运行提供借鉴和参考。

董作超[9](2020)在《稳流器对喷灌均匀度的影响试验研究》文中研究表明通过试验、数值模拟和编程计算等方法,研究了稳流器的结构参数对水力性能影响、两种规格的喷头安装稳流器后灌溉面积和组合均匀度的变化情况,对提高喷灌灌水质量和灌溉效率具有指导意义,主要研究成果如下:(1)制作了两种结构参数的稳流器样件进行试验,分析两种规格喷头安装稳流器后的水力性能,计算了流态指数,安装稳流器后的流态指数分别为0.448和0.3839,分别下降了12.12%和22.69%。根据试验数据建立了四组试验的单喷头水量分布数学模型,模型相关性和可信度都较高。(2)使用FLUENT软件对喷头和稳流器展开模拟计算及分析,确定了最优的湍流模型为标准k-ε模型,最优的网格大小为0.8mm。得到了流态指数及流量系数关于各结构参数的数学模型,分析了各结构参数对喷头水力性能的影响。通过压力场和流速场分析了稳流器的稳流机理。(3)建立了支管水头损失和喷灌组合均匀度计算模型,并给出了详细求解步骤,应用MATLAB软件编程计算。计算并分析了考虑支管各喷头压力变化与否的喷灌组合均匀度,还分析了 5个因素对喷灌组合均匀度Cu值的影响情况和主次排序为:喷头间距、喷头个数、支管内径、支管间距、工作压力。(4)计算并分析了稳流器对灌溉面积和Cu值的影响,结果表明:两种规格的喷头安装稳流器以后,灌溉面积和Cu值均有一定程度的增加,不同压力下,6mm的喷头灌溉面积增长率为6%~6.31%,Cu值增长率为3.14%~5.36%。8mm的喷头灌溉面积增长率为6.77%~7.75%,Cu值增长率为 3.2%~4.88%。

孙一鸣[10](2020)在《复杂供水系统水力调度安全经济运行控制方式的数值模拟》文中指出我国水资源分布不均,为实现2020全面建成小康社会,促进水资源平衡分配,开发建设长距离、大流量、高扬程的供水系统已经成为不争的事实,面对我国地形大面积复杂的山区,如何设计优化复杂供水系统并安全经济的实现多水源、多目标、多用户的长距离供水工程,已成为许多科研工作者共同关注的课题。保证复杂供水工程以最安全、最经济的方式运行,提高泵站运行效率降低运行费用,对节约水资源、提高工程效益具有重要意义。本研究基于《泵站设计规范》GB 50265-2010,首次运用国内软件(复杂泵管供水工程经济及安全运行决策支持系统V1.0,以下简称国内V1.0软件)和国外软件进行复杂供水系统水力调度优化的数值模拟,以山西省辛安泉改扩建工程漳泽泵站向襄垣支线供水为例,分析优化一泵站向三高地复杂供水系统的水力调度方式及水锤防护措施方案。通过对数值模拟平台的选用及评价;在国内V1.0软件中建立各种工况下的水泵数学模型;利用水锤特征线解法,推导并改进两阶段液控蝶阀和空气阀的数学模型;实现复杂供水系统水锤防护方案的快速决策;进行泵站流量平衡计算与分析,实现安全经济水力调度运行方案的快速决策;对比分析国内外两软件的优缺点,分析模拟结果产生差异的原因;实现水锤防护中空气阀选型的快速决策。主要结论有:(1)稳态计算中两软件差异较小,漳泽泵站向潞安、潞宝、王桥供水时泵站运行效率均符合要求,泵站运行效率随开机台数增加而减小,功率随开机台数增加而增大。(2)通过两软件对漳泽泵站向潞安、潞宝、王桥水力过渡过程的计算,优化液控蝶阀关闭规律,优化空气阀参数,得出复杂供水工程的最优水锤防护方案,为供水工程安全运行提供技术支持。(3)进行泵站流量平衡分析,开机台数越多,水泵效率越低,泵站功率越高,得出最优水力调度运行控制方式,为国内外运用软件进行复杂供水系统水力调度提供技术参考。(4)两软件在建模方面、数学模型方面、计算精度方面、结果导出方面等方面均有差异,稳态计算中建议使用国内V1.0软件,水力过渡过程计算中建议使用PIPENET瞬态模块,为工程技术人员运用数值模拟预测危险工况提供理论依据。本研究成果已在辛安泉改扩建供水工程中得到应用,为复杂供水系统水力调度优化、安全运行及自动化系统的开发提供了技术支持,为国内外复杂供水系统设计及水力调度运行管理提供参考借鉴。

二、流量系数数学模型的建立及计算机过程模拟(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、流量系数数学模型的建立及计算机过程模拟(论文提纲范文)

(1)琴键堰泄流水力特性与体型参数研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 琴键堰的国内外研究动态与应用现状
        1.2.1 自由溢流非线性堰的发展
        1.2.2 琴键堰泄流特性及体型参数研究进展
        1.2.3 琴键堰的应用现状
    1.3 本文研究目标和需要解决的关键问题
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本文研究方案及技术路线
2 琴键堰模型试验设置与数值模拟方法
    2.1 模型试验设置
        2.1.1 试验水槽
        2.1.2 琴键堰模型设计与制作
        2.1.3 测量工具和方法
    2.2 数值模拟方法
        2.2.1 数值模拟控制方程
        2.2.2 计算域建立与网格划分
        2.2.3 计算方法及边界条件设置
    2.3 数值模拟不确定性分析及湍流模型选取
        2.3.1 网格无关性分析
        2.3.2 时间步长与计算时间
        2.3.3 湍流模型选取
    2.4 本章小结
3 琴键堰自由出流基本水力特性及泄流能力
    3.1 引言
    3.2 模型几何尺寸与试验工况
    3.3 泄流量及泄流系数
        3.3.1 总泄流量及泄流系数
        3.3.2 各溢流前缘泄流量
    3.4 基本水力特性及泄流内在机理
        3.4.1 整体流态及水面线对比
        3.4.2 流线分布
        3.4.3 流速分布
        3.4.4 进口断面弗劳德数
        3.4.5 压强分布
        3.4.6 湍动能分布
    3.5 本章小结
4 四种基本体型琴键堰自由及淹没出流特性对比
    4.1 引言
    4.2 四种基本体型琴键堰自由出流水力特性及泄流能力比较分析
        4.2.1 几何尺寸与试验工况
        4.2.2 泄流流态及水面线
        4.2.3 泄流能力分析比较
    4.3 不同类型琴键堰淹没出流条件下泄流特性分析
        4.3.1 不同琴键堰淹没流态划分
        4.3.2 不同琴键堰的淹没敏感性分析
        4.3.3 淹没条件下不同琴键堰水力性能比较
    4.4 本章小结
5 琴键堰体型参数对其泄流能力的影响
    5.1 引言
    5.2 进出口宽度比的影响
        5.2.1 几何尺寸及计算工况
        5.2.2 进出口宽度比对琴键堰泄流能力的影响
        5.2.3 宽度比影响琴键堰泄流的内在机理
    5.3 堰高的影响
        5.3.1 几何尺寸及试验工况
        5.3.2 不同堰高琴键堰模型泄流能力对比
        5.3.3 堰高影响琴键堰泄流的内在机理
        5.3.4 不同琴键堰泄流能力评价方法比较
    5.4 上下游倒悬比的影响
        5.4.1 几何尺寸及试验工况
        5.4.2 不同上下游倒悬比琴键堰泄流能力分析
    5.5 堰鼻形式和女儿墙高度的影响
        5.5.1 几何尺寸及试验工况
        5.5.2 泄流能力分析
        5.5.3 堰鼻形式对琴键堰泄流能力的影响
        5.5.4 女儿墙高度对琴键堰泄流能力的影响
        5.5.5 堰鼻和女儿墙的综合影响
    5.6 本章小结
6 琴键堰水力设计计算方法
    6.1 引言
    6.2 量纲分析及正交化数据配置
        6.2.1 量纲分析
        6.2.2 正交化数据配置
    6.3 基于多影响因素的琴键堰泄流系数计算方法
    6.4 基于叠加原理的琴键堰泄流量计算方法
        6.4.1 上游出口宫室泄流量计算
        6.4.2 下游进口宫室泄流量计算
        6.4.3 侧面泄流量计算
        6.4.4 三部分叠加的总泄流量
    6.5 计算结果准确性验证
        6.5.1 数据来源及参数配置
        6.5.2 多因素泄流系数计算公式准确性验证
        6.5.3 进口,出口,侧面溢流前缘叠加泄流量计算公式准确性验证
    6.6 本章小结
7 琴键堰工程应用初步设计及优化建议
    7.1 总体设计准则
    7.2 琴键堰工程应用初步设计方法---以实际工程为例
        7.2.1 已建工程升级改造项目初步设计---以越南 Dakmi4B大坝项目为例
        7.2.2 新建工程初步设计---以雅鲁藏布江上某水电站背景为例
    7.3 最终水力优化建议
8 结论与展望
    8.1 本文主要结论
    8.2 论文创新点
    8.3 琴键堰后续研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间主要研究成果

(2)固军水库过鱼设施力特性的模型试验与数值拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外现状及研究进展
        1.2.1 国内外鱼道现状
        1.2.2 鱼道物理试验研究进展
        1.2.3 鱼道数值模拟研究进展
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究方案及技术路线
2 概化竖缝式鱼道局部模型简介
    2.1 固军水库鱼道工程概况
    2.2 固军水库基本资料
        2.2.1 水文资料
        2.2.2 水能资料
    2.3 过鱼对象及水力学指标
    2.4 概化竖缝式鱼道局部模型试验
        2.4.1 模型试验内容
        2.4.2 试验工况
        2.4.3 模型设计与制作
        2.4.4 量测方法及设备
    2.5 本章小结
3 竖缝式流量系数μ和鱼道设计方案
    3.1 竖缝式鱼道常见的类型
    3.2 竖缝式鱼道流量公式的建立
    3.3 竖缝式鱼道的流量系数μ
    3.4 鱼道设计布置方案
        3.4.1 运行水位
        3.4.2 鱼道结构尺寸选择
    3.5 本章小结
4 鱼道数值模拟理论和模型验证
    4.1 数值模拟理论和计算方法
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 RNG k-ε湍流模型
        4.1.3 VOF多相流模型
    4.2 鱼道数学模型
        4.2.1 计算区域
        4.2.2 网格划分
        4.2.3 边界条件设置
    4.3 计算模型验证
        4.3.1 水流流线图验证
        4.3.2 竖缝处垂线流速分布验证
    4.4 本章小结
5 鱼道水力特性与优化研究
    5.1 直道水力特性研究
        5.1.1 直道水流流态分析
        5.1.2 标准池室主流区水力特性分析
        5.1.3 标准池室回流区分析
    5.2 休息室水力特性研究
        5.2.1 休息室水流流态分析
        5.2.2 休息室主流水力特性分析
        5.2.3 休息室回流区分析
    5.3 180°转弯道水力特性研究及改进方案
        5.3.1 180°转弯道结构
        5.3.2 180°转弯道数学模型
        5.3.3 180°转弯道流态分析
        5.3.4 180°转弯道紊动能分析
    5.4 交汇口水力特性研究及改进方案
        5.4.1 交汇口处数值模拟
        5.4.2 交汇口处流态分析
        5.4.3 交汇口垂线流速分布规律
    5.5 其他部位水力特性研究及改进方案
        5.5.1 长弧线弯道数值模拟研究
        5.5.2 中心角60°转弯道数值模拟研究
        5.5.3 进口段数值模拟研究
        5.5.4 出口段数值模拟研究
    5.6 本章小结
6 竖缝式鱼道局部模型试验成果
    6.1 局部鱼道模型水流流态
    6.2 局部鱼道模型隔板0.30m竖缝流量系数反演
    6.3 局部鱼道模型沿程水面高程
    6.4 隔板竖缝垂向流速分布
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(3)低压调门油动机系统动态品质提升关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 汽轮机调节系统发展概述
        1.2.2 阻尼孔流动特性研究现状
        1.2.3 集成块内流道液阻的CFD研究现状
        1.2.4 液压系统中的缝隙内泄漏研究现状
        1.2.5 低压调门油动机系统建模研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 AST模块的压力控制特性及结构阻力分析
    2.1 先导控制压力的实现方法
    2.2 AST模块压力控制理论分析
    2.3 AST模块压力控制系统方案设计
        2.3.1 原理设计
        2.3.2 压力控制系统可靠性分析
    2.4 AST模块压力控制特性实验及应用研究
    2.5 理论与实验结果对比分析
        2.5.1 结果对比
        2.5.2 压力控制系统可靠性验证
    2.6 基于CFD的集成块典型流道结构阻力研究
        2.6.1 数学建模
        2.6.2 π型流道模块单元流场分析
        2.6.3 T型流道模块单元流场分析
        2.6.4 直角交叉兼突扩特征的流道模块单元流场分析
        2.6.5 AST模块最低先导压力预测
    2.7 本章小结
第3章 两级式厚壁阻尼孔流动特性研究
    3.1 两级式厚壁阻尼孔与单级式厚壁阻尼孔流动特性对比分析
        3.1.1 理论分析
        3.1.2 CFD数学建模
        3.1.3 实验装置设计
        3.1.4 流动特性对比分析
    3.2 结构尺寸对两级式厚壁阻尼孔流动特性的影响
        3.2.1 实验原理及装置设计
        3.2.2 压差-流量特性
        3.2.3 CFD流场仿真
        3.2.4 流量系数
    3.3 加工误差对小直径两级式厚壁阻尼孔流动特性的影响
        3.3.1 同心与偏心的对比
        3.3.2 出口端面形态的对比
    3.4 本章小结
第4章 基于不同液阻形式的B型液压半桥控制性能研究
    4.1 B型液压半桥结构及原理
        4.1.1 基于两级式厚壁阻尼孔-碟形阀口的B_1型液压半桥结构及原理
        4.1.2 基于细长阻尼孔-圆形阀口的B_2型液压半桥结构及原理
    4.2 实验原理及装置设计
        4.2.1 实验原理
        4.2.2 装置设计
    4.3 B型液压半桥控制性能实验
        4.3.1 B_1型液压半桥控制性能实验
        4.3.2 B_2型液压半桥控制性能实验
        4.3.3 两种B型液压半桥控制性能对比
    4.4 基于AMESim的B型液压半桥控制性能分析
        4.4.1 仿真建模
        4.4.2 不同固定液阻结构形式的B型液压半桥性能
        4.4.3 不同可变液阻结构形式的B型液压半桥性能
    4.5 B型液压半桥设计建议
    4.6 本章小结
第5章 低压调门油动机系统静动态性能研究
    5.1 低压调门油动机系统工作原理
    5.2 低压调门油动机系统数学模型
        5.2.1 电液转换器
        5.2.2 继动器
        5.2.3 错油门
        5.2.4 油动机
    5.3 实验验证及静动态性能分析
    5.4 影响系统静动态性能的关键参数分析
        5.4.1 继动器弹簧刚度
        5.4.2 错油门弹簧刚度
        5.4.3 动力元件时间常数
        5.4.4 敏感腔室压力增益
    5.5 动态品质提升措施
    5.6 本章小结
第6章 低压调门油动机系统内泄漏研究
    6.1 低压调门油动机系统内泄漏途径分析
        6.1.1 电液转换器
        6.1.2 调门油动机
    6.2 低压调门油动机系统内泄漏实验研究
        6.2.1 卧式油动机内泄漏实验
        6.2.2 立式油动机内泄漏实验
        6.2.3 内泄漏实验结果分析
    6.3 调门油动机系统内泄漏仿真研究
        6.3.1 AMESim仿真建模
        6.3.2 内泄漏影响因素分析
        6.3.3 内泄漏对系统性能影响分析
    6.4 最大内泄漏量控制措施
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(4)公路隧道火灾疏散安全系数模型与试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容
    1.3 研究路线
第二章 隧道火灾人员疏散基本理论与安全疏散系数模型
    2.1 大型火灾人员疏散案例分析
        2.1.1 大型建筑结构火灾人员疏散案例分析
        2.1.2 典型隧道火灾人员疏散案例分析
    2.2 大型隧道火灾物理试验(与人员疏散相关)
        2.2.1 国外大型火灾试验
        2.2.2 国内大型火灾试验
    2.3 公路隧道火灾人员疏散模型研究
        2.3.1 宏观模型、微观模型与介观模型
        2.3.2 确定性模型与随机模型
        2.3.3 基于规则的模型与基于力的模型
        2.3.4 离散模型与连续模型
    2.4 隧道火灾时人员疏散行为调查
        2.4.1 人员疏散的行为阶段
        2.4.2 问卷设计形式
        2.4.3 问卷调查主要结论
        2.4.4 人员疏散行为特征
    2.5 隧道火灾人员安全疏散系数模型
        2.5.1 安全疏散可用时间T(A)
        2.5.2 安全疏散必需时间T(R)
    2.6 本章小结
第三章 基于火灾增长蔓延的人员安全疏散临界值
    3.1 隧道火灾增长理论
        3.1.1 隧道火灾增长率(Fire growth rate)
        3.1.2 隧道火灾增长模型
        3.1.3 隧道火灾的逆流传播(上游)
        3.1.4 隧道火灾的风力传播(下游)
    3.2 隧道火灾蔓延理论
        3.2.1 蔓延机理
        3.2.2 火灾蔓延模型
    3.3 隧道火灾人员安全疏散临界值
        3.3.1 温度
        3.3.2 能见度
        3.3.3 有毒气体
    3.4 本章小结
第四章 基于蒙特卡洛法的人员疏散火灾场景
    4.1 蒙特卡洛法基本原理
        4.1.1 未知参数的概率分布计算
        4.1.2 伪随机数及其对应未知量的计算
    4.2 公路隧道人员疏散火灾场景设计值
        4.2.1 公路隧道人员疏散火灾场景设计
        4.2.2 设计火灾的方法
        4.2.3 达到最大放热率的时间
        4.2.4 基于疏散的隧道设计火灾曲线
    4.3 隧道火灾车辆引燃模型
    4.4 两车道隧道人员疏散的火灾场景及其概率模拟
        4.4.1 既有隧道交通调查
        4.4.2 两车道隧道人员疏散火灾场景分析
        4.4.3 不同燃烧规模概率模拟
        4.4.4 车型混入比对隧道人员疏散场景的影响
    4.5 三车道隧道人员疏散的火灾场景及其概率模拟
        4.5.1 既有隧道交通调查
        4.5.2 三车道隧道人员疏散火灾场景分析
        4.5.3 不同燃烧规模概率模拟
        4.5.4 车型混入比对隧道人员疏散场景的影响
    4.6 不同隧道模型火灾场景引燃结果对比分析
    4.7 本章小结
第五章 安全疏散可用时间函数模型
    5.1 安全疏散可用时间T(A)函数模型
        5.1.1 安全疏散边界条件
        5.1.2 安全疏散仿真工况
    5.2 不同纵向风速下燃烧规模对安全疏散可用时间影响
        5.2.1 零风速下不同燃烧规模与安全疏散可用时间规律研究
        5.2.2 小风速下不同燃烧规模与安全疏散可用时间规律研究
        5.2.3 大风速下不同燃烧规模与安全疏散可用时间规律研究
        5.2.4 燃烧规模对安全疏散可用时间的影响规律
    5.3 不同燃烧规模下纵向风速对安全疏散可用时间影响
        5.3.1 小规模燃烧下不同纵向风速与安全疏散可用时间规律研究
        5.3.2 大规模燃烧下不同纵向风速与安全疏散可用时间规律研究
        5.3.3 纵向风速对安全疏散可用时间的影响规律
    5.4 纵向风速-燃烧规模双因素下的安全疏散可用时间函数
    5.5 本章小结
第六章 安全疏散必需时间函数模型
    6.1 安全疏散必需时间T(R)离散模型
    6.2 疏散准备时间研究T_1
    6.3 疏散运动时间研究T_2
        6.3.1 目标函数的建立
        6.3.2 多元多汇模型
    6.4 出口排队时间研究T_3
    6.5 通道通行时间研究T_4
    6.6 基于离散模型的隧道火灾安全疏散必须时间函数模型
    6.7 本章小结
第七章 安全疏散必需时间函数模型参数确定
    7.1 疏散准备时间函数模型参数确定
        7.1.1 相似性分析
        7.1.2 实测场景及内容
        7.1.3 实测过程及结果分析
    7.2 疏散运动时间函数模型参数确定
        7.2.1 相似性分析
        7.2.2 零纵坡下的人员疏散运动试验
        7.2.3 大纵坡对人员疏散运动影响试验
    7.3 出口排队时间函数模型参数确定
        7.3.1 相似性分析
        7.3.2 实测场景及内容
        7.3.3 疏散门流量系数测定工况
        7.3.4 0.9m宽疏散门流量系数测定
        7.3.5 1.8m宽疏散门流量系数测定
        7.3.6 1.6m宽疏散门流量系数测定
        7.3.7 测定结果分析
    7.4 通道通行时间函数模型参数确定
        7.4.1 相似性分析
        7.4.2 实测场景及内容
        7.4.3 通道运动速度实测
    7.5 本章小结
第八章 隧道火灾人员疏散安全系数计算示例
    8.1 工程概况
        8.1.1 算例一 港珠澳大桥沉管隧道
        8.1.2 算例二 沪昆高速雪峰山隧道
        8.1.3 算例三 晋济高速岩后隧道
    8.2 安全疏散可用时间
        8.2.1 算例一 港珠澳大桥沉管隧道
        8.2.2 算例二 沪昆高速雪峰山隧道
        8.2.3 算例三 晋济高速岩后隧道
    8.3 安全疏散必需时间
        8.3.1 算例一 港珠澳大桥沉管隧道
        8.3.2 算例二 沪昆高速雪峰山隧道
        8.3.3 算例三 晋济高速岩后隧道
    8.4 人员疏散安全系数评价
        8.4.1 算例一 港珠澳大桥沉管隧道
        8.4.2 算例二 沪昆高速雪峰山隧道
        8.4.3 算例三 晋济高速岩后隧道
第九章 结论与展望
    9.1 结论
        9.1.1 主要结论
        9.1.2 主要创新点
    9.2 展望
致谢
参考文献
读博期间的研究成果和社会实践
附录
    A 人员个体特征调查结果统计
    B 人员下车速率调查表
    C 疏散门流量系数调查表
    D 人群狭长空间运动速度调查表

(5)面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究(论文提纲范文)

创新点摘要
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外发动机建模方法研究现状及进展
        1.2.1 CFD模型
        1.2.2 准维模型
        1.2.3 容积法模型
        1.2.4 平均值模型
        1.2.5 混合模型
        1.2.6 增压器建模方法
    1.3 国内外轮机模拟器研究现状及进展
    1.4 研究思路和主要研究内容
        1.4.1 现有研究存在的不足
        1.4.2 研究思路与章节安排
2 船用大型二冲程柴油机建模方法基本理论
    2.1 仿真对象
        2.1.1 基本技术参数
        2.1.2 工作循环
        2.1.3 模型边界
    2.2 气缸
    2.3 增压器
        2.3.1 压气机
        2.3.2 涡轮机
    2.4 进排气管
    2.5 空冷器、辅助风机与废气旁通阀
        2.5.1 空冷器
        2.5.2 辅助风机
        2.5.3 废气旁通阀
    2.6 调速器与螺旋桨
    2.7 本章小结
3 压气机建模方法在船用大型压气机中的适应性对比研究
    3.1 压气机性能图谱
    3.2 无量纲系数
    3.3 一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法
    3.4 压气机建模方法
        3.4.1 压气机质量流量数学模型
        3.4.2 压气机等熵效率数学模型
    3.5 研究对象、对比方法与误差评价指标
    3.6 压气机质量流量模型对比
        3.6.1 设计工况区
        3.6.2 低压比区
        3.6.3 低转速区
        3.6.4 高转速区
    3.7 压气机等熵效率模型对比
        3.7.1 设计工况区
        3.7.2 低压比区
        3.7.3 低转速区
        3.7.4 高转速区
    3.8 适应性对比结果总结与讨论
        3.8.1 总结
        3.8.2 讨论
    3.9 本章小结
4 压气机质量流量与等熵效率分区域建模方法
    4.1 压气机质量流量分区域建模方法
        4.1.1 区域划分方法
        4.1.2 低压比区曲线融合方法
        4.1.3 喘振区处理方法
    4.2 压气机等熵效率分区域建模方法
    4.3 本章小结
5 主机仿真程序开发与验证
    5.1 模型参数校正方法
    5.2 仿真结果分析
        5.2.1 稳态仿真分析
        5.2.2 瞬态仿真分析
    5.3 主机工作过程数学模型的简化方法
    5.4 本章小结
6 平均值模型的改进方法
    6.1 气缸压力解析模型的修正
    6.2 模型参数的校正
        6.2.1 压缩与膨胀过程多变指数的校正
        6.2.2 压缩多变过程参考点压力与温度的校正
        6.2.3 燃烧效率系数的校正
        6.2.4 Wiebe函数模型参数的校正
    6.3 气缸压力解析模型与平均值模型之间的耦合及验证
    6.4 本章小结
7 轮机模拟器主机仿真系统的设计与实现
    7.1 轮机模拟器的整体设计
    7.2 主机仿真系统的实现
        7.2.1 仿真界面程序
        7.2.2 仿真模型程序
    7.3 本章小结
8 结论与展望
    8.1 全文结论
    8.2 研究展望
参考文献
附录 轮机模拟器DNV认证证书
作者简介及攻读博士学位期间的科研成果
致谢

(6)高压流量调节阀及其工作特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状及发展
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
第二章 流量调节阀工作特性及节流理论
    2.1 流量调节阀工作原理
        2.1.1 流量调节阀结构原理
        2.1.2 流量调节阀流量方程
        2.1.3 流量调节阀节流口流量方程
    2.2 流量调节阀的流量特性
        2.2.1 流量调节阀的可调比
        2.2.2 流量调节阀的固有特性
        2.2.3 流量调节阀的工作特性
    2.3 流量调节阀的调节特性
        2.3.1 流量调节阀的调节刚性
        2.3.2 流量调节阀的调节精度
    2.4 本章小结
第三章 流量调节阀结构设计及性能分析
    3.1 流量调节阀结构方案设计
        3.1.1 流量调节阀结构形式选择
        3.1.2 流量调节阀驱动方式选择
        3.1.3 流量调节阀节流口形状选择
    3.2 流量调节阀结构设计
        3.2.1 流量调节阀驱动机构设计
        3.2.2 流量调节阀流量调节机构设计
        3.2.3 流量调节阀主要结构分析
    3.3 流量调节阀性能分析
        3.3.1 流量调节阀系统数学模型
        3.3.2 流量调节阀稳定性分析
    3.4 流量调节阀控制系统设计
        3.4.1 控制策略设计
        3.4.2 控制系统硬件选型
        3.4.3 控制系统电路设计
    3.5 本章小结
第四章 流量调节阀内部流场数值模拟
    4.1 计算流体力学理论
        4.1.1 流体力学基本方程
        4.1.2 计算流体力学求解方法
    4.2 流量调节阀流场结构数学模型
        4.2.1 流量调节阀节流口数学模型
        4.2.2 流量调节阀理论流场结构参数计算
    4.3 流量调节阀内部流场数值模拟
        4.3.1 流量调节阀流场计算模型
        4.3.2 流场模型网格划分
        4.3.3 流场模拟边界条件
    4.4 流量调节阀工作特性分析
        4.4.1 流场数值模拟结果分析
        4.4.2 流场优化方案分析
    4.5 本章小结
第五章 流量调节阀流量特性实验
    5.1 实验目的
    5.2 实验方案
    5.3 实验系统控制电路设计
        5.3.1 实验系统硬件选型
        5.3.2 实验系统控制电路设计
    5.4 实验系统组态监控软件设计
    5.5 实验数据采集与分析
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
发表文章及取得成果
致谢

(7)基于AVL-Fire的高压差进气道模拟研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 气道优化与气道流动理论研究
        1.2.1 气道优化方法
        1.2.2 气道流动特性的研究
    1.3 国内外进气道研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 CFD数值模拟软件的发展与应用
    1.5 本文研究内容
2 进气过程气体流动的数学模型及求解方法
    2.1 气体流动的控制方程
        2.1.1 质量守恒方程
        2.1.2 动量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 气体状态方程
    2.2 控制方程的离散
        2.2.1 离散方法概述
        2.2.2 离散格式
        2.2.3 控制方程的求解
        2.2.4 求解计算的收敛标准
    2.3 湍流模型
        2.3.1 湍流模型数值模拟分类
        2.3.2 标准k-?双方程模型
        2.3.3 k-ζ-f湍流模型
    2.4 边界条件
        2.4.1 进出口边界条件
        2.4.2 壁面边界条件
    2.5 CFD求解流程
    2.6 本章小结
3 高压差进气道稳流试验
    3.1 稳流试验目的
    3.2 气道评价方法
    3.3 稳流实验装置及测量方法
        3.3.1 稳流实验装置
        3.3.2 稳流试验操作步骤
    3.4 稳流试验测试结果及分析
    3.5 本章小结
4 进气道模型的建立以及气道流动仿真分析
    4.1 软件介绍
    4.2 三维模型的建立
    4.3 网格划分
        4.3.1 网格生成
    4.4 求解器的设置
    4.5 模型验证
        4.5.1 进气道计算结果与试验结果的对比分析
        4.5.2 误差分析
    4.6 本章小结
5 流场及流量系数分析
    5.1 流量系数分析
        5.1.1 进气压力与气道流量系数
        5.1.2 压差与气道流量系数
    5.2 同升程流场分析
        5.2.1 流场内压力分析
        5.2.2 流场内速度场分析
    5.3 不同升程的流场分析
        5.3.1 气体流动流线分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢

(8)复杂长距离泵站输水系统水力过渡过程仿真与控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 水力过渡过程理论研究历程
    1.3 瞬变流数值模拟研究进展
        1.3.1 瞬变流数值模拟理论研究历程
        1.3.2 常用水力瞬变流计算方法
    1.4 研究内容
第二章 水力过渡过程基本方程及数学模型
    2.1 水力过渡过程数学模型研究背景
        2.1.1 有压输水系统工程概况
        2.1.2 泵站参数
        2.1.3 连接井工程参数
        2.1.4 输水工程的水力特点
    2.2 有压管道非恒定流基本方程及特征线解法
    2.3 水击波速
    2.4 边界条件
        2.4.1 水库边界
        2.4.2 水泵边界
        2.4.3 流量控制阀
        2.4.4 空气阀
        2.4.5 含有环形保水堰的连接井边界条件
    2.5 模型验证
    2.6 本章小结
第三章 含环形保水堰的连接井的水力特性研究
    3.1 连接井内保水堰流态分析
    3.2 保水堰过流数值模拟研究
        3.2.1 自由表面追踪法
        3.2.2 紊流模型
        3.2.3 网格剖分
        3.2.4 数据边界条件
    3.3 数值模拟结果分析
        3.3.1 自由堰流计算结果
        3.3.2 淹没堰流计算结果
        3.3.3 井流计算结果
    3.4 本章小结
第四章 泵站管线水力过渡过程中瞬变流特性研究
    4.1 研究工况的制定
    4.2 事故停泵过渡过程研究
        4.2.1 水泵出口阀的关闭特性
        4.2.2 其他事故停泵工况的水力瞬变特性
        4.2.3 讨论
    4.3 水泵启动过渡过程研究
        4.3.1 水泵启动过渡过程仿真分析
        4.3.2 讨论
    4.4 正常停泵过渡过程研究
        4.4.1 正常停泵过渡过程仿真分析
        4.4.2 讨论
    4.5 水泵输水系统水力瞬变分析及防护的原则
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果
致谢

(9)稳流器对喷灌均匀度的影响试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 喷灌技术研究进展
        1.2.2 喷头研究进展
        1.2.3 稳流器研究进展
        1.2.4 数值模拟方法研究
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
2 稳流器性能及喷头水量分布试验
    2.1 稳流器内部结构设计与工作原理
        2.1.1 稳流器内部结构设计
        2.1.2 稳流器工作原理
    2.2 单喷头试验测试
        2.2.1 试验场地及测试系统
        2.2.2 喷头测试资料
        2.2.3 喷头和稳流器结构介绍
        2.2.4 试验方案
    2.3 试验结果分析
        2.3.1 流量和压力关系分析
        2.3.2 单喷头喷洒水深经验公式的计算及验证
        2.3.2.1 计算经验公式
        2.3.2.2 经验公式的验证、分析与评价
        2.3.3 对比分析不同压力下的水量分布曲线
        2.3.4 对比分析有无稳流器的水量分布曲线
    2.4 本章小结
3 稳流器对喷头水力性能的影响
    3.1 稳流器和喷头数值模拟计算方法
        3.1.1 GAMBIT建模与处理
        3.1.2 FLUENT模拟计算过程
        3.1.3 后处理
    3.2 确定数学模型与网格划分的密度
        3.2.1 确定计算的数学模型
        3.2.2 确定网格划分的密度
    3.3 稳流器和喷头数值模拟方案
        3.3.1 稳流器和喷头几何模型介绍
        3.3.2 数值模拟方案
    3.4 数值模拟计算结果及分析
        3.4.1 数值模拟计算结果
        3.4.2 各结构参数对水力性能影响分析
        3.4.2.1 建立多元回归模型
        3.4.2.2 各因素对水力性能影响的极差分析
    3.5 稳流器和喷头模型速度场与压力场分析
        3.5.1 模型压力场分析
        3.5.2 模型速度场分析
    3.6 本章小结
4 考虑支管压力变化的喷灌均匀度计算
    4.1 基本概况介绍
        4.1.1 支管布置形式
        4.1.2 喷头的喷洒方式和组合形状
        4.1.3 喷头实际射程的计算
    4.2 喷灌支管水力计算模型
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 模型求解步骤
    4.3 考虑支管各喷头压力变化的喷灌均匀度计算
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 模型求解步骤
        4.3.3 计算机程序设计思路
        4.3.4 计算结果分析
    4.4 影响喷灌组合均匀度的因素分析
        4.4.1 确定各影响因素取值范围
        4.4.2 各影响因素分析
        4.4.3 各影响因素综合分析
        4.4.3.1 喷灌组合均匀度计算方案
        4.4.3.2 喷灌组合均匀度计算结果及分析
    4.5 本章小结
5 稳流器对灌溉面积和组合均匀度的影响
    5.1 稳流器对灌溉面积的影响
        5.1.1 灌溉面积计算方法
        5.1.2 计算结果及分析
    5.2 稳流器对喷灌组合均匀度的影响
        5.2.1 技术评价指标
        5.2.2 喷灌组合均匀度计算结果及分析
    5.3 本章小结
6 结论与建议
    6.1 主要结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
附录

(10)复杂供水系统水力调度安全经济运行控制方式的数值模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 供水系统水力调度研究现状
        1.2.2 水锤计算研究现状
        1.2.3 泵站水锤数值模拟研究现状
        1.2.4 空气阀水锤防护研究现状
    1.3 研究内容
        1.3.1 数值模拟软件介绍
        1.3.2 主要内容
第二章 国内V1.0软件计算原理
    2.1 稳态模块计算方法
        2.1.1 稳态概述
        2.1.2 水泵特性曲线
    2.2 稳态模块水泵工作点求解
        2.2.1 单泵稳态运行工作点求解
        2.2.2 同型号水泵并联定速工作点求解
        2.2.3 同型号水泵并联变速工作点求解
    2.3 水锤计算原理
        2.3.1 水锤概述
        2.3.2 水锤计算基本方程
        2.3.3 有限元差分方程式
    2.4 空气阀的数学模型
        2.4.1 空气阀的工作原理
        2.4.2 空气阀的边界条件及数学模型
第三章 国内V1.0软件数学模型及边界条件
    3.1 水泵边界条件
    3.2 输水管道边界条件
        3.2.1 管路起端和末端水池/水库边界条件
        3.2.2 管路分叉处边界条件
        3.2.3 管路阀门处边界条件
    3.3 水锤防护元件边界条件
        3.3.1 液控蝶阀数学模型及边界条件
        3.3.2 空气阀数学模型改进
第四章 漳泽泵站水力计算的数值模拟
    4.1 辛安泉供水改扩建工程概况
    4.2 漳泽泵站水力特性分析技术参数
        4.2.1 泵站设计参数
        4.2.2 泵站数值模拟的主要内容
    4.3 漳泽泵站稳态运行分析
        4.3.1 向潞安供水稳态运行
        4.3.2 向潞宝供水稳态运行
        4.3.3 向王桥供水稳态运行
        4.3.4 稳态计算结果评价分析
    4.4 漳泽泵站过渡过程水力特性分析
        4.4.1 漳泽泵站向潞安供水过渡过程数值模拟
        4.4.2 漳泽泵站向潞宝供水过渡过程数值模拟
        4.4.3 漳泽泵站向王桥供水过渡过程数值模拟
        4.4.4 过渡过程计算结果分析及水锤防护方案快速决策
    4.5 数值模拟平台计算结果对比分析
        4.5.1 稳态计算结果总结
        4.5.2 水力过渡过程计算结果总结
第五章 漳泽泵站水力调度方式优化分析
    5.1 该工程存在的技术难题及影响因素
    5.2 漳泽泵站向三地供水流量平衡计算与分析
        5.2.1 不同工况下变频泵运行稳态特性分析
        5.2.2 水泵变速流量平衡分析
    5.3 泵站水力调度安全经济运行方案制定
第六章 两软件数值模拟结果差异分析
    6.1 建模方面
        6.1.1 国内V1.0软件
        6.1.2 PIPENET
    6.2 数学模型方面
        6.2.1 国内V1.0软件
        6.2.2 PIPENET
    6.3 计算精度方面
        6.3.1 国内V1.0软件
        6.3.2 PIPENET
    6.4 结果导出方面
        6.4.1 国内V1.0软件
        6.4.2 PIPENET
    6.5 两软件对比总结
第七章 空气阀进排气流量系数的影响分析
    7.1 工况选取
    7.2 国内V1.0软件数值模拟不同进排气系数对水锤的影响
    7.3 PIPENET数值模拟不同进排气系数对水锤的影响
    7.4 总结空气阀不同进排气系数对水锤的影响
第八章 结论与展望
    8.1 结论
        8.1.1 稳态运行结论分析
        8.1.2 供水系统过渡过程安全防护措施的快速决策
        8.1.3 泵站安全经济水力调度控制方式的决策
        8.1.4 数值模拟平台两软件差异
        8.1.5 供水系统安全控制空气阀选型及进排气系数影响
    8.2 展望
参考文献
附录
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

四、流量系数数学模型的建立及计算机过程模拟(论文参考文献)

  • [1]琴键堰泄流水力特性与体型参数研究[D]. 李珊珊. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]固军水库过鱼设施力特性的模型试验与数值拟研究[D]. 戴志鹏. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]低压调门油动机系统动态品质提升关键技术研究[D]. 高军霞. 燕山大学, 2021
  • [4]公路隧道火灾疏散安全系数模型与试验研究[D]. 田堃. 重庆交通大学, 2021(02)
  • [5]面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究[D]. 沈浩生. 大连海事大学, 2020(04)
  • [6]高压流量调节阀及其工作特性研究[D]. 荆冠鹏. 东北石油大学, 2020(03)
  • [7]基于AVL-Fire的高压差进气道模拟研究[D]. 王步云. 中北大学, 2020(09)
  • [8]复杂长距离泵站输水系统水力过渡过程仿真与控制研究[D]. 张紫依. 中国水利水电科学研究院, 2020(04)
  • [9]稳流器对喷灌均匀度的影响试验研究[D]. 董作超. 西安理工大学, 2020(01)
  • [10]复杂供水系统水力调度安全经济运行控制方式的数值模拟[D]. 孙一鸣. 太原理工大学, 2020(07)

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流量系数数学模型的建立与计算机过程仿真
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