教学课程资源库 更多>>

关键词： 超临界甲烷   混合工质   换热特性   数值模拟  

摘要： 采用RNG k-?湍流模型对超临界CH4-H2混合工质在水平管内的流动传热特性进行数值模拟。分析了掺氢比为0～30%的CH4-H2混合工质的热物理性质，以及掺氢比为0～15%时水平管内的换热过程。重点研究了质量流速(150～250 kg/(m2·s))、热流密度(150～250 kW/m2)对掺氢比为10%的CH4-H2混合工质流动换热特性的影响。结果表明：当掺氢比从0增加到30%时，CH4-H2混合工质的拟临界温度从191.1 K略有升高随后立即降至182.0 K，拟临界压力从4.3 MPa升高到12.3 MPa；随着掺氢比（0～15%）的增加，流体与壁面间换热强化；增大质量流量强化了CH4-H2混合工质的换热能力，削弱了由浮力效应导致的换热恶化程度；增加热流密度增加强化了混合工质下壁面的换热程度，且由于类气膜的提前出现削弱了上壁面的换热程度。增大质量流速和热流密度可以不同程度地强化换热。研究结果可为掺氢天然气输送以及动力循环系统中的混合工质换热器提供理论参考。

关键词： 顶管隧道   掌子面稳定性   极限支护力   极限平衡理论   数值模拟  

摘要： 基于极限平衡理论，提出了考虑掌子面分层条件下的开挖面失稳破坏模型，并推导了掌子面临界支护力计算公式，依托合肥引江济淮项目顶管隧道区间工程，建立了相关的有限元模型对理论公式进行了验证，并且分析了地层参数对极限支护力的影响。结果表明：理论公式计算得到的掌子面极限支护力与数值模拟结果相比差距在10%以内，验证了理论模型及计算公式的合理性；掌子面上半区土体变形相对较大，随着内摩擦角的增大，黏聚力对支护力的影响逐渐减小，并且内摩擦角和黏聚力的增加均会导致极限支护力降低；埋深比的增加尽管会引起更大的应力释放，但土体强度也会同时增加，从而导致极限支护应力比逐渐降低。

关键词： 边坡工程   h型抗滑桩   斜撑   预应力锚索   数值模拟  

摘要： 贵阳某边坡工程受场地空间限制需直立开挖，因边坡上方邻近既有水厂建（构）筑物，需严格控制边坡变形，为此提出采用斜椅式桩锚支护体系。通过数值模拟分析了支护后边坡的稳定性、施工过程的位移控制以及支护结构的受力特征。结果表明，斜椅式桩锚支护体系受力合理、变形控制效果好。边坡监测结果显示，竣工后边坡各测点最大累计位移量均处于较小范围且趋于稳定，坡顶土体测斜曲线趋于收敛。东部水厂边坡工程竣工后运行状态良好，在满足场地空间的前提下，有效地保护了坡顶既有水厂的安全，所采用的斜椅式桩锚支护方案可供类似工程参考。

关键词： 边坡工程   地质灾害   金坪村滑坡   乌蒙山区   连阴雨   数值模拟  

摘要： 2025年2月8日，四川省宜宾市筠连县沐爱镇金坪村在冬季无强降雨、无地震活动情况下，突发高位滑坡致10人遇难、19人失联，引发公众对该起滑坡成因及乌蒙山区冬季是否为滑坡高发期的广泛讨论。为此，采用多源数据融合分析方法，综合野外地质调查、历史灾害调查、机载Li DAR地形解译、时间序列In SAR地表形变监测及离散元数值模拟技术手段，从地形地貌条件、地层岩性特征、岩体结构特性、历史灾害背景、降雨、地震、“烟囱效应”方面，深入研究该滑坡成因，并模拟滑坡失稳后的运动过程；进而基于筠连县金坪村、镇雄县凉水村和镇雄县赵家沟3个典型滑坡案例的对比研究，探讨乌蒙山区“群蝶效应”致冬季滑坡的机制，并提出防治建议。研究表明：连阴雨是本次筠连县金坪村滑坡的直接原因，滑坡过程可分为启动、剪出坠落、着陆铲刮、斜抛和铲刮堆积5个阶段，各具特征；连阴雨或雨雪是乌蒙山区冬季滑坡的关键触发因素，在高陡地形、易滑地层和不利岩体结构等因素协同作用下形成“群蝶效应”，即各因素通过非线性叠加和级联反应，最终形成远超单一因素(降水)影响的宏观事件(滑坡灾害)。研究成果可为深入研究筠连县金坪村滑坡和乌蒙山区冬季滑坡提供重要参考。

关键词： 严重事故   堆芯捕集器   粒子法   不可压缩光滑粒子流体动力学(ISPH)方法  

摘要： 为建立压力容器下封头失效后新型堆芯捕集器全过程预测方法，以对新型堆芯捕集器的优化分析提供新的辅助手段，本研究采用不可压缩光滑粒子流体动力学(ISPH)方法，对新型堆芯捕集器内熔融物行为进行预测。通过数值计算研究核反应堆严重事故工况下新型堆芯捕集器内堆芯熔融物射流冲击不锈钢板、熔融物在不锈钢板上堆积、熔融物利用自身显热和衰变热熔化不锈钢板、熔融物在混凝土孔道内流动、钢制容器内熔融物-混凝土相互作用、钢制容器内外耦合传热等一系列行为。预测得到的热流密度和烧蚀速率与实验值及一体化严重事故分析程序计算值符合得较好。因此，本研究对于优化核反应堆新型堆芯捕集器设计具有重要的工程应用价值。

关键词： 水闸   除险加固   墩墙钢筋混凝土   岸墙顶板  

摘要： 为了保护流域内人们的生命和财产安全,文章以某水闸除险加固工程为例,从底板、墩墙钢筋混凝土、岸墙顶板、上部排架等四方面对该项目除险加固工程施工技术进行分析,旨在为项目建设效果提供坚实保障。

关键词： 厚煤层   导水裂缝带   分段注水   数值模拟   鲁西南  

摘要： 煤层开采过程中,顶板覆岩发生垮落、破坏,围岩地应力重新分布过程中会造成顶板覆岩采动裂隙发育,形成人为垮落带和导水裂缝带。"两带"高度对于煤层开采影响较大,影响矿井顶板涌水、地面沉降以及顶板支护等矿井工作。以某煤矿1305工作面“两带”高度探测工程实例为背景,通过经验公式、钻孔实测及数值模拟对其“两带”高度进行计算分析。研究结果表明:1305工作面垮落带可发育高度为32.2 m,垮采比为4.29;导水裂缝带可发育高度为94.4 m,裂采比为12.59。为煤矿获取煤层“两带”高度方面提供探测方法参考。

关键词： 钢纤维混凝土   管片   配筋优化   裂缝   数值模拟  

摘要： 传统管片因脆性基体需密集配筋，进而增加钢筋笼绑扎施工及混凝土浇筑密实难度，直接影响结构耐久性。添加钢纤维可实现管片结构抗裂性能的显著提升，有效减少抗裂用主筋配置量。为进一步研究钢纤维对混凝土结构力学性能的贡献，本文提出了一种基于应力裂缝控制的钢纤维增韧管片减筋优化设计方法。首先，基于三点弯曲断裂性能实验及物理约束反分析优化方法，推导出纤维混凝土基体材料的断裂特征本构，并通过实验数据与理论模型的迭代修正，建立了材料断裂参数的动态标定方法；进一步，基于结构特征长度将反演得到的双线性断裂本构应力-裂缝关系转换为应力-等效应变关系，并通过弹塑性损伤本构嵌入到了数值分析软件当中，实现了不同增韧基体下的管片开裂模式优化及损伤演化可视化；最终，基于规范及精细结构开裂模拟手段，建立了钢纤维混凝土管片的配筋控制方法，实现了主筋和箍筋优化分析。结果表明，基于物理约束的反演分析方法可实现断裂参数的准确标定，本构嵌入后的数值分析方法可精确预测开裂模式及裂缝发展特点，基于规范及应力裂缝分析的配筋优化方法实现了裂缝控制要求下的精确设计。所建立的分析流程将裂缝控制精细化控制作为关键参数，实现了管片配筋量的可靠优化，在保证结构安全前提下可降低材料成本。

关键词： 盾构隧道   断层破碎带   围岩稳定性   数值模拟   倾角  

摘要： 针对盾构穿越断层破碎带过程中出现的围岩稳定性问题,依托深江铁路珠江口隧道,采用FLAC3D有限差分软件模拟了隧道穿越不同倾角过程中的围岩变形规律。结果表明,盾构穿越断层破碎带地层后,竖向沉降云图与断层破碎带的倾角相关,当盾构穿越破碎带地层时,其中间断面位置沉降量最大,必要时可采取一定的加固措施;盾构穿越破碎带施工过程中,在断层破碎带中与两侧硬岩接触区域塑性面积大,且随着倾角增加,破碎带塑性区面积增大;拱腰位置受负弯矩控制,拱顶、拱底位置以挤压荷载为主,随着倾角的增大,拱腰、拱底处的轴力数值减小。

关键词： 中药   碳排放   智能制造   绿色制造   数字建模   智能算法  

摘要： 碳排放导致的全球气候变暖已成为当今社会广泛关注的热点问题之一。中药制药行业作为我国的传统特色产业,在产品生产过程中产生了大量碳排放,然而针对这一行业的碳排放核算研究相对较少,面对中药制药行业现存的生产阶段高耗能高排放和核算方法不统一两大问题,提出能够节能减排的绿色优化策略。概述五种常见的碳排放核算方法,结合中药制药行业的特点,选择最佳核算方法。在此基础上以真空带式干燥工艺为研究对象,建立了一种基于数值模拟的数字模型,计算生产过程中因热力和电力消耗而产生的碳排放量,通过智能算法优化工艺条件,能够有效提高干燥效率,减少能耗,从而达到减少碳排放的目标。