上海交通大学：《船舶流体力学》课程教学资源（习题课）第三次作业答案

上海交通大学：《船舶流体力学》课程教学资源（习题课）第二次作业答案

运用环境流体力学及传热学的相关理论,研究了水平巷道火灾烟流滚退规律,通过对滚退烟流与巷壁间的热交换过程分析,得出了滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,并对其进行简化以便于实际应用

为了掌握皮带运输巷道粉尘质量浓度的分布规律,获取通风除尘设计的合理参数,以西石门铁矿提升车间系统40#皮带运输平巷为研究背景,依据气固两相流理论,运用计算流体力学的离散相模型对皮带运输巷道粉尘质量浓度进行数值模拟,并与现场实测的粉尘质量浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究表明,运用欧拉-拉格朗日法对皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律进行模拟是可行的.在通风除尘设计中,当巷道风速为3 m·s-1时,排尘效果最好,粉尘质量浓度整体保持在3 mg·m-3以下;皮带运输速度为2.5 m·s-1时粉尘质量浓度较低;定期进行壁面洒水也能在一定程度上实现降尘目标

由于复杂地质条件的约束,油藏非均质性较强,水驱油过程中各渗流通道阻力差异大,流体容易沿渗流阻力小的高渗透率通道流动,这就造成储层波及范围小、动用程度低.为了控制渗流场各渗流通道的阻力,尽可能使各渗流通道阻力相同,提出了多段塞等渗阻调控驱油方法.根据质量传输流体力学、物质平衡原理和各级化学驱段塞特征建立了等渗阻调驱复杂渗流数学模型,简化后通过积分变换求出一维多层分析解.结合实验验证和理论计算压力特征分析发现等渗阻调驱能够大幅扩大波及体积,降低含水率,动用低渗透层原油,从而大幅提高采收率

为研究含水汽低浓度瓦斯气体在多孔介质燃烧器中的燃烧特性,采用计算流体力学方法对其进行数值分析,研究了瓦斯含不同水汽量燃烧时燃烧器中温度分布规律和污染物排放情况.随着瓦斯中水汽含量的增大,燃烧器轴向温度及燃烧热效率下降.由温度二维等值线图可以直观看到不同工况下燃烧器中各个地点的温度分布,为燃烧器设计提供指导.在确保一定热效率时,适当增加水汽含量,可降低燃烧器中NOx排放量,不但可以保护环境,而且有助于CO转化为CO2以控制有毒气体排放量

以平煤集团十一矿综掘工作面为研究背景,根据经验和实际情况,确定了与掘进机相配套的长压短抽式通风除尘系统.运用数值分析和现场测试相结合的方法,对综掘工作面粉尘分布规律进行了研究.基于GAMBIT技术建立工作面的几何模型,应用计算流体力学FLUENT软件对该工作面应用长压短抽式通风除尘系统前后的粉尘分布进行数值模拟.数值模拟结果与现场粉尘质量浓度测试结果相近.结果表明,采用长压短抽式通风除尘系统除尘效率达95%以上,可使综掘工作面的粉尘质量浓度接近或达到1.0×10-5kg·m-3

运用气固两相流动理论,建立粉尘运动的数学模型.根据综采工作面的具体特点和实测数据,采用计算流体力学的FLUENT软件,对工作面的粉尘运动规律进行数值模拟.模拟结果显示,粉尘产生后多数随风流在煤壁一侧运动,少数粉尘随机扩散.综采工作面的除尘重点应该放在采煤机下风向10m以内的煤壁一侧;预湿煤壁对降低工作面粉尘浓度也有很大作用

通过煤自然发火实验和松散煤体粒度与氧化自燃性关系实验,推算出煤自燃过程中一些特性参数的计算公式.根据多孔介质流体力学、传质和传热学理论,建立了松散煤体漏风流流场、氧浓度场和温度场的数学模型.通过实验和理论分析,建立了松散煤体自然发火的三维动态数学模型,分析了模型边界条件的确定方法,并采用有限差分法对二维模型进行了数值求解

在Hasselstr?n,Chone等人工作的基础上,根据流体力学原理推导了一个计算连铸结晶器中保护渣膜厚度的新公式。和原有计算法相比,该公式考察的因素更全面,它为保护渣的选择和连铸有关工艺参数的确定提供了依据