“十五”国家科技攻关计划(2004BA901A21)
- 作品数：15 被引量：129H指数：7
- 相关作者：王元张林华王大伟孟庆龙张鸿雁更多>>
- 相关机构：西安交通大学西安建筑科技大学山东建筑大学更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项新疆维吾尔自治区重大科技专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学环境科学与工程建筑科学农业科学更多>>
- 采用计算流体力学数值模拟的比例积分控制器
- 2009年
- 为解决流体力学试验中控制器设计耗时与成本高等问题,提出一种基于计算流体力学(CFD)的控制器设计新方法.该方法利用CFD软件FLUENT模拟被控对象,以用户自定义函数(UDF)完成控制算法,实现了基于CFD的闭环控制,并以冷热水混合器内部温度场的非线性控制系统为例,设计了基于CFD的比例积分(PI)控制器.结果表明,该方法无需进行物理试验即可获得被控系统的控制特性,且利用CFD技术进行控制器设计并不局限于系统某一控制点的研究,可以同时获得系统整场内各点特性,进行分布式的控制器设计.为涉及流体流动、热传导等过程的控制系统提供一种控制器设计的参考思路.
- 孟庆龙王元闫秀英
- 关键词：计算流体力学控制器FLUENT用户自定义函数
- DT-PTV离散相伪矢量的概率择优式剔除算法被引量：7
- 2009年
- 提出一种基于三角嵌铺的粒子追踪测速(DT-PTV)算法的剔除离散相伪矢量新方法——概率择优式剔除法,引入了剔除冗余匹配的计算模块和扩大匹配信息量的"反算"概念,基于DT-PTV的"DT三角-粒子双层匹配"特性以及上述模块的多种组合,总结出适用于离散相流场的去伪多途径运算.通过对若干自定义流场进行多途径去伪并比较匹配准确率后得出,DT三角层面的信息最大化积累至粒子层面的最优选择是适用于DT-PTV离散流场测速的最有效去伪途径,在随机粒子场较低空间率(187.215)时用"三角层面有反算但无模块运算+粒子层面择优"途径计算,仍然能保持92%左右的匹配准确率,故将此途径命名为概率择优式剔除法.利用DT-PTV结合概率择优式剔除进行大气边界层风洞中的跃移层测速以及单颗跃移轨迹的提取,结果良好.
- 张洋王元王大伟
- 风沙流中气固两相速度场的PIV-PLIF测量被引量：8
- 2009年
- 结合粒子图像测速技术与平面激光诱导荧光法,对风沙流中气固两相的速度场同时进行了测量.实验采用罗丹明B溶液作荧光剂,通过超声雾化方式产生平均直径为2μm的气相荧光示踪粒子.使用两组滤镜分别过滤荧光(橙色)与激光(绿色),通过两个CCD相机分别获得气固两相示踪粒子图像对.采用互相关算法及相应的图像处理方法进行后处理,从而获得两相的速度场.结果显示:风沙流两相的速度廓线在上部均满足对数分布;随着高度的降低,在床面附近风速梯度单调递减,风速廓线下凹,而沙粒与风场不断交换动量,相应地沙粒相速度廓线也会出现向下的偏离;6组沙样的速度廓线发生偏离的高度基本一致;沙粒粒径不仅影响沙粒本身的运动速度,同时对气相风场也有一定的影响.
- 杨斌王元张洋
- 关键词：风沙流激光诱导荧光法风速廓线
- 粗糙元特征对风洞中大气表面层模拟的影响被引量：2
- 2009年
- 采用不同尺度、不同铺设密度的二维正方形粗糙元，在环境风洞中对大气表面层进行了模拟．使用粒子图像速度场仪对所模拟的大气表面层风速廓线、湍流强度进行了测量．结果表明：当粗糙元的铺设长度达到实验段入口高度的12倍以上时，依靠自然形成法所模拟的对数风速廓线高度可达实验段高度的60％；空气动力学粗糙度Z0最高可达粗糙元尺度的0．4-0．5倍，且Z0随粗糙元铺设区到测量断面的距离呈指数变化；同一高度上湍流强度随粗糙元铺设间距的增加而减小，当廓线高度达到实验段高度的40%以上时，湍流强度不随粗糙元大小及铺设密度的变化而变化，其大小为12%～13％．实际应用中，在已知所需Z0和摩阻风速U＊的情况下，可通过粗糙元尺度及铺设密度的不同组合获得满足要求的大气表面层，并确定实验模型区的位置和实验段的入口风速．
- 王丽王元王大伟
- 关键词：粗糙元粒子图像速度场仪
- 内置翼片管式静态混合器混合效果的大涡模拟被引量：21
- 2005年
- 采用大涡模拟方法对内置翼片管式静态混合器内部的流场和浓度场进行了研究,对比了3种不同结构尺寸的翼片的混合效果和沿混合器轴线的压力损失.数值模拟结果表明小翼片的压力损失最小(ξs=0.52),但混合效果最差;长翼片的混合效果略好于大翼片,但其压力损失仅为大翼片的67%(ξl=2.31,ξb=3.41).同时还发现,在长翼片背后可形成两个逆向旋转的大涡,使混合器中心区域速度梯度增大,剪切作用明显,湍流强度增强.该流场结构能有效地驱使混合器中心高浓度流体流向壁面,从而增大高浓度流体和低浓度流体的接触面积,改善混合条件,故长翼片是一种值得推广使用的翼片结构形式.
- 张鸿雁陈晓春王元
- 关键词：大涡模拟
- 全光谱太阳模拟器光源选择的实验研究被引量：11
- 2007年
- 光源的选择是设计太阳模拟器的重要内容。本文通过对普通卤钨灯、镀膜卤钨灯及一种特殊金属卤化物灯——新型镝灯的测量试验研究，指出了单层膜和多层膜的卤钨灯由于其红外部分能量占总能量的比例过大，用这些卤钨灯作全光谱太阳模拟器光源是不合适的。所选用的新型镝灯是全光谱太阳模拟器的一种理想光源，光源的相对光谱能量分布失配误差在部分波长内满足A级模拟器的要求，在250—2500肿波长范围内皆能满足B级模拟器的要求。
- 张林华王元
- 关键词：光谱太阳辐射太阳模拟器
- 平板微通道壁面粗糙度对流场影响的摄动分析被引量：8
- 2005年
- 选取相对粗糙度作为小参数建立了平板微通道流动的摄动方程组,采用傅里叶分析结合数值方法进行求解.计算结果表明:影响流场结构的主要因素为相对粗糙度和粗糙曲线的空间波数.当保持波数不变,增加壁面相对粗糙度时,无量纲流函数扰动峰值将增大,而流场受扰区域不发生变化;当保持相对粗糙度不变,减小空间波数时,流函数扰动峰值和流场受扰区域都将增大;近壁区流场中存在明显的涡结构,涡结构的出现使得流场内部的黏性耗散作用增强,因此导致相同条件下微通道层流的流动损失高于大尺度流动时的阻力损失.
- 王昊利王元刘江
- 关键词：摄动分析微通道粗糙元流场结构
- 利用静态小波变换的非定常阵风分析与模拟被引量：4
- 2009年
- 在塔克拉玛干沙漠风沙环境中进行野外风场定位观测,得到了具有典型非定常特征的输沙阵风.引入静态小波变换分析了阵风小波系数的非高斯分布特征和时间演化规律,针对其时频特征,推导出各尺度小波系数与目标风速谱的能量关系,采用反映湍流间歇性的Log-Poisson级串模型辅助生成小波系数,建立了基于静态小波逆变换的非定常阵风人工生成方法,并可通过调节低频段系数生成任意非定常波动规律.结果表明:自然阵风与Karman风速谱吻合良好,在惯性子区符合湍流-5/3定律,且具有明显的间歇性和局部自相似性;基于静态小波逆变换法实例模拟人工风速序列,具有与自然阵风类似的湍流统计特征,证实了该方法的有效性.
- 刘江王元
- 关键词：非定常湍流
- 沙漠环境人工气候室温度模拟技术研究被引量：8
- 2006年
- 根据塔克拉玛干沙漠南缘气象参数的特点，基于经济性及研究目的，确定了环境模拟实验室温度的技术指标。根据模拟对象温度的特点，在组态王软件二次开发的基础上，采用PID控制技术，实现了环境模拟实验室的计算机控制。模拟试验结果表明，模拟对象的技术指标达到了设计要求，即温度范围为-10-50℃，精度为±0．5℃。在温度环境模拟中，不仅能进行恒温控制，还能根据所需要的工作曲线在要求的精度下进行变温运行。
- 张林华王元孟庆龙
- 关键词：塔克拉玛干沙漠环境模拟温度
- 沙粒跃移击溅函数的高速数字摄像研究被引量：2
- 2009年
- 采用高速CMOS数字相机拍摄的方法记录沙粒与床面的碰撞过程,通过分段图像叠加的算法对获得的实验图像进行处理,提取出沙粒运动时序位置,并计算其入射以及反射的速度和角度.通过统计分析得出跃移沙粒与沙床碰撞过程中的控制参数——碰撞平面角、速度和能量恢复系数的分布,都近似满足正态分布.实验结果表明,沙粒与沙床碰撞过程中损失的动能超过总能量的一半,且由于碰撞平面角大于0°的比例达到70%,即使沙粒在碰撞过程中能量有所损失,沙粒与沙床碰撞后垂直分速度增加的现象仍比较普遍,使得沙粒在与气流相互作用的过程中获取更多的能量,从而为沙粒的持续跃移提供了保证.
- 王大伟王元杨斌张玮
