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关键词： U型水舱   非牛顿流体   计算流体力学   流体体积法  

摘要： 传统的减摇水舱多使用水作为介质进行减振,而随着非牛顿流体力学的发展,具有独特流变特性的非牛顿流体在减摇水舱领域展现出应用潜力。本文基于计算流体力学,采用流体体积法对被动式U型水舱在非牛顿流体介质下的减摇性能进行数值模拟研究。结果显示:在配置阻尼板的结构下,非牛顿流体介质中剪切增稠流体和宾汉姆流体相较于传统水介质均性能更佳,其中宾汉姆流体的减振效果最好,其对水舱的对抗力矩最大,为66.9 N·m。本研究表明非牛顿流体在提高减摇系统效率方面具有可行性。

关键词： 奥陶系岩溶水   底板突水   相对隔水层   数值模拟  

摘要： 奥陶系水严重影响司马煤矿下组煤安全开采。为保证下组煤的安全开采,通过地质特征研究和数值模拟试验,探讨了石炭系上统太原组中的岩性组合特征对煤层开采的影响以及奥陶系顶部碳酸岩作为相对隔水层的可行性,模拟了3号和15号煤层在不同采动条件下奥陶系岩溶水的导升高度。结果表明,3号煤层开采对奥陶系岩溶水影响有限,底板完整的隔水层有效阻止了突水的发生;然而,在开采15号煤层时,由于底板与奥陶系顶板间距较小,岩溶水在矿压与水压的共同作用下,存在底板突水灾害的风险。另外可以充分利用奥陶系顶部碳酸盐岩相对隔水层的作用,但需要对有缺陷的隔水层进行修复。本研究可为未来司马煤矿下组煤安全开采提供技术参考。

关键词： 柱面网壳结构   风荷载   风向角   风洞试验   数值模拟  

摘要： 大跨柱面网壳结构因跨度大、刚度低等特点,易受强风破坏,现有研究多集中于端部封闭状态,且国内荷载规范尚未明确端部敞开时的体型系数取值。鉴于此,通过刚性模型测压风洞试验与数值模拟的方法,研究了端部敞开柱面网壳结构所受整体力和体型系数在不同来流风方向下的变化规律。研究表明,在跨向来流风作用下,结构迎风侧所受风荷载作用最为显著;在纵向来流风作用下,结构迎风侧近端部区域受到较强的风吸力作用;随着风向角的变化,结构所受跨向与竖向整体力均先增后减,并于30°风向角时达到最大值。

关键词： 降雨入渗   数值模拟   边坡稳定性   地下水  

摘要： 以良白路地区路基边坡为例,建立高精度三维地质灾害模型,分析降雨和地下水联合作用对边坡稳定性的影响,先基于VG模型确定土-水特征曲线,运用COMSOL中达西定律和固体力学2类接口耦合进行数值模拟,得到降雨前后边坡的饱和度、孔压和等效塑性应变分布结果,并通过强度折减法对边坡的稳定性进行分析。研究结果表明:地下水位上升会增加边坡土体中的饱和度,增大孔隙水压力;随着持续降雨,坡表孔压进一步增大,边坡的塑性应变与位移的增量变化均呈现先快后慢的趋势;在暴雨工况下,路基边坡处于欠稳定状态,需进行坡体排水设计。

关键词： 公路   抱箍   有限元数值模拟   Ansys   Solidworks  

摘要： 该文以G107武汉市东西湖段(高桥二路至额头湾)快速化改造提升工程中使用的方形抱箍为例,首先对抱箍-钢管模型进行Ansys有限元数值模拟,通过控制压紧力的变化和有无橡胶并采用分级加载的方式对钢管-抱箍之间的接触应力进行分析,得出应力的变化规律。之后,采用Solidworks对抱箍的连接螺栓进行有限元分析,检验螺栓的抗拉强度和剪切强度。最后该文对关键施工技术点进行分析,提出抱箍稳定性的影响因素。

关键词： ECOMSED   粒子追踪   闽江口   水交换   数值模拟  

摘要： 近岸海域水交换不仅反映区域水体的物理自净能力,还能揭示污染物迁移扩散过程。为探究闽江口水交换特性,基于河口、陆架和海洋沉积物模型(estuarine,coastal and ocean model system with sediments,ECOMSED)与Lagrange粒子追踪模型,通过实测数据拟合验证,构建了闽江口海域的三维数值模型,在此基础上开展风场、热通量、径流、潮流等外部环境影响因素的模拟实验。结果表明:闽江口水交换具有显著的垂向分层现象,中层水交换能力最强,表层污染物在海表热通量和风场影响下呈北向迁移趋势;川石水道以南水域水体自净能力强于川石水道北部水域;径流对闽江口水交换驱动作用最显著,关闭径流后,各层粒子滞留比例高达69%~75%。这些发现对于闽江口的污染物治理、水质变化预测等具有指示意义,能够为闽江河口海域环境保护提供科学依据与技术支持。

关键词： 棘球蚴病   传染病动力学模型   基本再生数   全局渐近稳定性   数值模拟  

摘要： 建立了棘球蚴病在牲畜、家犬、流浪狗及环境中虫卵的动力学模型,探讨了流浪狗在棘球蚴病传播中的影响。首先,利用微分方程基本定理得到了模型解的适定性,包括非负性和有界性。其次,得到了模型的平衡点和基本再生数,通过分析特征方程和Lyapunov函数构造得到:当基本再生数小于1时,无病平衡点全局渐近稳定,即棘球蚴病趋向灭绝;当基本再生数大于1时,无病平衡点不稳定,地方病平衡点全局渐近稳定,即棘球蚴病持续存在。

关键词： GH4169高温合金   环件   初轧温度   芯辊进给量   数值模拟  

摘要： 径-轴向轧制是制作无缝金属环件的重要成形工艺,具有成形效率高、产品质量好等优点。以GH4169高温合金为研究对象,基于Simufact Forming软件建立了径-轴向环件轧制的有限元模型,探讨了环件在轧制过程中及成形后等效塑性应变和温度的变化规律及分布特点,并分析了初轧温度和芯辊进给量对等效塑性应变和温度的平均值和标准差的影响。结果表明:环件成形后心部等效塑性应变最小、温度最高,外径边缘等效塑性应变较大;随着初轧温度的升高,平均等效塑性应变先增大后减小,等效塑性应变标准差逐渐减小,平均温度和温度标准差逐渐升高;随着芯辊进给量的增大,平均等效塑性应变和平均温度及等效塑性应变标准差均增大,温度标准差减小。

关键词： T10钢   激光淬火   数值模拟   温度场   相变硬化层  

摘要： 针对纺织机械用T10钢的激光淬火处理,基于仿真模拟分析获得最优的激光淬火工艺参数,并开展实验验证与淬硬层组织性能分析.有限元模拟结果表明,激光诱导加热最高温度和淬硬层深度及宽度均随着激光功率的增大而提高,并随着激光扫描速度的下降而减小.通过温度场仿真模拟与验证、分析激光淬火工艺参数与硬化层形貌尺寸的关系,确定T10钢的最优激光淬火工艺参数为:激光功率1500 W,扫描速度5 mm/s;获得由细小针状马氏体和少量残余奥氏体组成的淬硬层以及由马氏体、残余奥氏体、珠光体和碳化物组成的过渡区;激光淬火硬化区的显微硬度高达839 HV,是未激光淬火处理基体硬度的4.3倍.

关键词： 海底电缆   落锚撞击   有限元-无限元耦合   数值模拟   结构损伤  

摘要： 船舶落锚撞击海底电缆事故频发,严重威胁海缆安全稳定运行。依托广西防城港某海上风电项目,采用无限元法模拟半无限地基及海缆的辐射效应,在Abaqus中建立船锚-海缆-海床的有限元-无限元耦合模型,获取海缆落锚撞击时的变形响应规律,并研究了海床性质、撞击角度、落锚质量和撞击速度等因素对海缆损伤变形的影响。研究结果表明:1)海缆锚砸过程可分为冲击段、转折段和回弹段3个阶段,铠装钢丝层是主要的承载构件,内部结构层动态应力演化过程相较铠装钢丝层存在滞后现象;2)海缆局部凹陷变形随土体弹性模量增大而增大,海缆整体弯曲变形随土体弹性模量的增大而减小;3)光纤单元的纵向压缩率随冲击角度的增大而减小,冲击角度对铠装层凹陷变形影响不大,对于三芯复合海缆,在冲击角0°下出现光纤单元截面变形最大值,在冲击角60°时出现最小值;4)船锚的质量对海缆整体弯曲变形影响较大,船锚的速度对海缆局部凹陷变形影响较大。