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基于CFD模拟的人工神经网络动态溯源模型
1
作者 史天乐 李飞 +2 位作者 陈昇 卢春喜 王维 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4772-4784,共13页
危险气体泄漏事故早期处理不当,可能会引发二次燃爆等次生灾害,因此开发一种快速泄漏源定位的气体溯源方法至关重要。气体溯源是气体扩散的逆问题,在科学研究和工程应用中仍具有挑战性,人工神经网络与溯源定位方案的结合为解决这一反问... 危险气体泄漏事故早期处理不当,可能会引发二次燃爆等次生灾害,因此开发一种快速泄漏源定位的气体溯源方法至关重要。气体溯源是气体扩散的逆问题,在科学研究和工程应用中仍具有挑战性,人工神经网络与溯源定位方案的结合为解决这一反问题提供了一种可行途径,有望实现快速准确的溯源定位。本文基于计算流体动力学模拟结果建立动态气体溯源数据集,搭建了基于传感器数据序列实时预测泄漏源位置的长短期记忆神经网络动态溯源模型,并对模型进行训练和优化。结果表明:基于人工神经网络的动态溯源模型成功实现了对泄漏源的准确预测,预测点与真实泄漏源位置的距离在20m以内,模型的准确率达97.49%。在输入一组序列浓度数据后,可以在0.04737s内预测泄漏源的初步位置,显著快于传统的溯源定位方法。 展开更多
关键词 计算流体力学 模拟 神经网络 动态溯源定位模型 反问题
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船舶油水代换系统扩散管设计及分析
2
作者 万新斌 钱玮翔 +2 位作者 杨铭 杨卫英 张宇伦 《船海工程》 北大核心 2025年第2期117-121,130,共6页
针对油水代换过程中扩散管海水射流流速过高可能会导致油水掺混和泥沙携带,进而影响油水代换系统可靠性的问题,研究不同型式、孔径的扩散管出流特性及其对代换过程影响。采用CFD局部物理模型分别对4种型式扩散管的出流速度场进行仿真计... 针对油水代换过程中扩散管海水射流流速过高可能会导致油水掺混和泥沙携带,进而影响油水代换系统可靠性的问题,研究不同型式、孔径的扩散管出流特性及其对代换过程影响。采用CFD局部物理模型分别对4种型式扩散管的出流速度场进行仿真计算,并分析4种方案的射流特性。结果表明,孔径取30 mm时,出口流速距底面约15 mm时减速到0.2 m/s;4种扩散管方案中T型长扩散管方案射流性能最佳,单孔最高流速0.297 m/s,平均流速标准差0.0672,流速分布最为均匀。最后通过缩尺模型试验验证了T型长扩散管在实际代换系统中的扩散稳定性及可靠性。 展开更多
关键词 油水代换 扩散管 局部物理模型 射流特性
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基于CFD的水动力与泥沙输移模型研究及其在海洋海岸工程中的应用 被引量：3
3
作者 梁丙臣 杨博 张嶔 《海岸工程》 2022年第4期388-411,共24页
随着海洋、海岸工程日益趋于复杂化,无论是在工程施工还是在设施运营过程中都存在流体-结构物-泥沙相互作用的过程。近年来,计算机技术的飞速发展,为复杂因素影响下的流场及泥沙输移过程的精细化模拟研究提供了必要的技术支撑。本文从... 随着海洋、海岸工程日益趋于复杂化,无论是在工程施工还是在设施运营过程中都存在流体-结构物-泥沙相互作用的过程。近年来,计算机技术的飞速发展,为复杂因素影响下的流场及泥沙输移过程的精细化模拟研究提供了必要的技术支撑。本文从计算流体力学的角度出发,总结归纳了目前在海洋、海岸工程中广泛应用的水动力模型和泥沙输移模型。通过梳理各类模型中的湍流模拟方法和泥沙输移模拟方法的特点和适用范围,阐明了现有模型存在的问题及技术挑战,并且从模拟精度及求解效率等方面对流场水动力及泥沙输移过程的数值模型的未来发展趋势做出了合理展望。 展开更多
关键词 泥沙输移 局部冲刷 多相流 cfd 湍流模型
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考虑当地涡旋运动修正的湍流模型在非定常空化湍流流场计算中的应用 被引量：3
4
作者 赵宇 王国玉 黄彪 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,173,共6页
为了更精确地模拟当地涡旋运动对复杂非定常空化湍流流动的影响,考虑当地涡旋运动特性对标准k-ε湍流模型进行了修正;并采用该修正模型对二维Clark-Y水翼周围非定常空化湍流场进行了计算;通过与实验结果进行对比,分析并验证了该修正模... 为了更精确地模拟当地涡旋运动对复杂非定常空化湍流流动的影响,考虑当地涡旋运动特性对标准k-ε湍流模型进行了修正;并采用该修正模型对二维Clark-Y水翼周围非定常空化湍流场进行了计算;通过与实验结果进行对比,分析并验证了该修正模型计算结果的有效性。研究表明:该修正湍流模型根据当地涡旋效应对湍动能输运方程中的生成项进行修正,可以有效解决标准k-ε模型对湍动能的过度预测问题,得到的空化核心区域时均湍动能和湍流黏性的预测结果降低了约30%,与实际值更为接近;标准k-ε模型计算所得的时均空泡长度不大于0.6倍弦长,而修正模型计算所得的时均空穴可以覆盖水翼吸力面;修正模型可以准确预测水翼吸力面表面空泡的非定常脱落过程,包括附着空穴的拉伸和断裂,以及脱落空泡的逐渐消失。 展开更多
关键词 数值计算 空化流场 湍流模型 当地涡旋运动
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黏土海床管道局部冲刷的模拟研究 被引量：5
5
作者 王腾 蒋栋增 宋斌 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期68-73,共6页
基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管... 基于黏土的流变特性,将黏土视为一种流体,用Herschel-Bulkley模型模拟,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent建立二维管道冲刷模型,结合SST k-ω湍流模型以及VOF两相流模型对黏土海床上管道局部冲刷进行数值模拟研究。研究分析表明:海底管道的存在增加了海流对海床的剪切应力,随悬空高度增大,海床剪应力逐渐减小。管道冲刷深度主要受黏土的不排水抗剪强度和流场流速的影响,管道的局部冲刷深度随土体强度的增大而减小,屈服应力为150 Pa时其冲刷深度为0.63D,约为屈服应力为600 Pa时的2倍。管道的局部冲刷深度随流速的增大而增大,流速每增加0.2 m/s其管道下方的冲刷深度平均会增加0.16D。受管道对流场的扰动,管道下游的尾流冲刷深度对流场流速大小更为敏感。 展开更多
关键词 黏土 Herschel-Bulkley 管道局部冲刷 cfd
原文传递
分叉隧道分流局部损失特性及流动特征 被引量：14
6
作者 张欣 张天航 +3 位作者 黄志义 张驰 康诚 吴珂 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期440-445,共6页
搭建同步满足阻力和压力相似的1/20分叉隧道通风比尺模型试验平台,并构建分叉隧道分离流动的三维CFD模型.研究分叉隧道流动特征和分流局部损失特性.结果表明:流速梯度变化和流动分离是产生主线分流局部损失的主因,而匝道分流局部损失还... 搭建同步满足阻力和压力相似的1/20分叉隧道通风比尺模型试验平台,并构建分叉隧道分离流动的三维CFD模型.研究分叉隧道流动特征和分流局部损失特性.结果表明:流速梯度变化和流动分离是产生主线分流局部损失的主因,而匝道分流局部损失还进一步受到流速转向的影响;主线隧道分流局部损失系数基本不受夹角的影响,而匝道分流局部损失系数在分流比小于0.5时,随着夹角的增大而增大,在分流比大于0.5时,随着夹角的增大而减小.利用试验数据修正Bassett公式,建立可准确预测夹角为5°~15°分叉隧道的分流局部损失系数计算公式,从而为分叉隧道的通风计算提供理论参考依据. 展开更多
关键词 分叉隧道 比尺模型 计算流体动力学(cfd) 分流局部损失 流动特性
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有局部稀薄气体效应的高超声速流动数值模拟 被引量：4
7
作者 欧吉辉 赵磊 陈杰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期193-200,共8页
近空间高超声速飞行器当飞行高度和速度足够高时,其流场计算可能要考虑稀薄气体效应,传统的计算流体力学(CFD)方法预测的阻力和升阻比将不够准确。而现有的模拟稀薄气体流动的计算方法由于其计算量巨大,难以在工程实际中应用。因此需要... 近空间高超声速飞行器当飞行高度和速度足够高时,其流场计算可能要考虑稀薄气体效应,传统的计算流体力学(CFD)方法预测的阻力和升阻比将不够准确。而现有的模拟稀薄气体流动的计算方法由于其计算量巨大,难以在工程实际中应用。因此需要发展能用于近空间高超声速飞行器流场的可行、可靠的计算方法。陈杰和赵磊在文献[1]中针对边界层中既有强剪切而气体分子自由程又相对较大的情况进行分析,提出了刻画此类局部稀薄效应的无量纲参数Zh,并提出了在传统CFD中通过采用依赖于Zh参数的等效黏性系数考虑局部稀薄效应对阻力计算影响的研究思路。因此,本文尝试将此等效黏性系数纳入CFD模型中,以在70km高空,以马赫数15飞行的小迎角钝平板为例,来检验计算方法是否合理可行。结果表明:和传统的CFD方法所得结果相比,新模型计算的阻力减小,升阻比增加,其改进的方向与现有飞行试验结果定性相符,且所增加的计算时间非常有限,可方便地应用于现有的计算空气动力学中。 展开更多
关键词 局部稀薄效应 cfd模型 等效黏性系数 高超声速流动 近空间
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三种湍流模型下搅拌釜内气含率特性的模拟 被引量：2
8
作者 丁程兵 陈迁乔 钟秦 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2569-2573,2578,共6页
采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler-Euler双流体模型,桨叶采用多重参考系法(MFR),与考虑气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,比较了标准k-ε、Realizable k-ε和RNG k-ε3种湍流模型对双层涡轮搅拌釜内气-液两... 采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler-Euler双流体模型,桨叶采用多重参考系法(MFR),与考虑气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,比较了标准k-ε、Realizable k-ε和RNG k-ε3种湍流模型对双层涡轮搅拌釜内气-液两相液相流场、局部气含率及气泡尺寸分布的影响。结果表明:3种湍流模型预测的液相流场流型相似,总体气含率预测值相差不大,均与实验值吻合较好。对于局部气含率,标准k-ε和RNG k-ε模型在桨叶区的预测值偏大,在接近自由液面处三者预测值均偏低,Realizable k-ε模型预测结果与实验值符合最好;对于气泡尺寸,3种湍流模型预测结果均与实验值较吻合,在靠近自由液面处预测值均偏小,气泡尺寸分布与湍流长度分布相吻合。 展开更多
关键词 湍流模型 气液搅拌槽 气泡尺寸分布 局部气含率 计算流体力学 群体平衡模型
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LDPE装置乙烯聚合及失控分解模型研究综述
9
作者 张智琛 《安全、健康和环境》 2023年第10期61-69,共9页
基于高压聚乙烯(LDPE)聚合条件苛刻,伴随着较大的失控分解和燃爆风险这一现状,对LDPE的聚合过程及失控分解模型进行了详细介绍,重点对乙烯分解综合模型、LDPE产品分子量分布模型、乙烯分解CFD模型的计算验证以及反应器内部热点的识别模... 基于高压聚乙烯(LDPE)聚合条件苛刻,伴随着较大的失控分解和燃爆风险这一现状,对LDPE的聚合过程及失控分解模型进行了详细介绍,重点对乙烯分解综合模型、LDPE产品分子量分布模型、乙烯分解CFD模型的计算验证以及反应器内部热点的识别模型进行了探讨,并进行了总结和展望。模型研究加强了对LDPE合成过程中乙烯燃爆风险的边界分析,提高了局部热点预测能力和风险识别能力,为我国LDPE的工业安全生产提供借鉴。 展开更多
关键词 高压聚乙烯 乙烯聚合 cfd模型 局部热点 失控分解
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分叉隧道合流段流动特征及局部损失特性研究 被引量：3
10
作者 陈泽恩 陈小峰 +4 位作者 孔祥苗 张欣 张永强 刁岳峰 吴珂 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期53-60,84,共9页
进口匝道的存在导致隧道内空气出现合流现象,掌握合流段空气的流动特征和损失特性是分叉隧道通风设计的基础。针对夹角为5°~15°的分叉隧道,采用CFD方法和比尺模型试验研究合流比q和夹角θ对合流段空气流动和局部损失的影响。... 进口匝道的存在导致隧道内空气出现合流现象,掌握合流段空气的流动特征和损失特性是分叉隧道通风设计的基础。针对夹角为5°~15°的分叉隧道,采用CFD方法和比尺模型试验研究合流比q和夹角θ对合流段空气流动和局部损失的影响。结果表明:随着q增大,主线局部损失系数ξ_(21)迅速减小,而匝道局部损失系数ξ_(31)则先迅速增大后趋于稳定。当合流前主线与匝道风量比Q大于两者截面积比φ时,ξ_(21)主要受流线弯曲的影响,ξ_(31)主要受射流增压作用的影响;当Q 21和ξ_(31)的主控因素则互换。在q较小时,ξ_(21)、ξ_(31)基本不随合流夹角θ变化;在q较大时,随着θ增大ξ_(21)基本保持不变,而ξ_(31)减小。提出了可准确预测夹角为5°~15°分叉隧道合流段局部损失系数的半经验公式,弥补了分叉隧道合流通风设计理论的不足。 展开更多
关键词 分叉隧道 合流段 cfd 比尺模型试验 局部损失 预测模型
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