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关键词： 水闸工程   导流   施工技术   影响因素   钢板桩围堰  

摘要： 为解决水闸工程施工中的导流问题,提高水闸工程的建设质量,文章首先指出导流施工特点及影响因素,总结了水闸工程施工中的导流施工技术要点,包括围堰施工、基坑排水和导流建筑物修建;然后结合工程实例,阐述了钢板桩围堰在导流施工中的应用。研究表明,钢板桩围堰的施工操作简单,能提高施工效率、节约投资成本,满足防渗要求。通过本文,类似水闸工程的导流施工提供参考,充分发挥出钢板桩围堰的作用和优势,提高综合施工效益。

关键词： 预燃室发动机   氨燃料预裂解   富氧强化   燃烧   数值模拟  

摘要： 基于一种利用废气余热实现部分燃料预裂解的氨发动机系统,建立了氨裂解器仿真模型,以此仿真模型预测的氨转化率为基础对一台预燃室射流点火的大缸径船用气体机进行了数值仿真,研究了燃料裂解比例对预燃室式氨发动机燃烧及其温室气体排放的影响,并对发动机性能不佳但裂解器氨转化率稳定的低裂解比例方案辅以富氧措施,探究了富氧条件对氨发动机性能的影响。研究发现,裂解比例和氧气比例的提高均有助于增强燃料混合气的燃烧,在7.5%裂解比例下发动机指示热效率达到48.98%,N_(2)O排放降至0.39 g/(kW·h),而通过将氧气体积比提高至27%(2.5%裂解比例)也可以达到相近的发动机性能。但NO_(x)排放的明显上升可能会限制通过进一步提高裂解比例和氧气比例来获得更好的发动机性能。此外,通过全生命周期温室气体排放估计,在10%裂解比例方案下最多可减少约64.2%的温室气体排放。

关键词： 钢筋混凝土梁   疲劳寿命   界面黏结-滑移   纤维增强复合材料   有限元分析  

摘要： 基于混凝土和钢筋的疲劳本构模型及疲劳荷载下FRP-混凝土界面的黏结-滑移本构模型,采用ABAQUS构建了疲劳荷载下外贴FRP板加固钢筋混凝土梁的有限元模型,模拟分析了界面黏结性能影响下FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命的特征,并提出了一种可以同时考虑钢筋应力幅和FRP轴向刚度影响的FRP加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳寿命预测公式。结果表明:考虑界面黏结性能影响的有限元模型能更准确地模拟出FRP加固钢筋混凝土梁的疲劳破坏模式;减小应力幅和增大FRP轴向刚度均能在不同程度上提高FRP加固钢筋混凝土梁的抗弯疲劳寿命;预测公式计算结果与试验数据吻合较好,验证了公式的准确性,可为FRP加固钢筋混凝土梁工程应用提供一定的参考。

关键词： 城际动车组   永磁直驱   转向架   积雪   数值模拟  

摘要： 为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),在环境温度-30℃及动车运营速度160 km/h的仿真条件下,分别研究了永磁直驱转向架区域与普通转向架区域的风雪运动特性.研究结果表明:永磁直驱转向架与普通转向架相比,转向架区域流场结构复杂度低,气流流动较为顺畅,虽然转向架积雪较多,但去除电机部分积雪后,总的积雪质量减少了23.83%,制动夹钳总的积雪质量比普通转向架模型减少了78.368%.可见,在永磁直驱转向架中,大部分积雪附着在永磁直驱电机的表面,而其他部位,尤其是制动夹钳表面的积雪较少.考虑到电机在运行过程中会发热,这种热效应能够融化表面积雪,使得电机表面的积雪量减少.基于这些特点,采用直驱形式的城际动车组转向架在解决积雪和结冰问题上展现出明显的优势.

关键词： 浅水鱼塘   垂向水温   数值模拟模型  

摘要： 水体温度是影响水产养殖活动的重要因子,为精准描述水体的温度变化规律,建立了适用于浅水鱼塘的水温数值模拟模型。模型基于一维热扩散方程,综合考虑水面热交换、水体内短波辐射加热和热对流等因素,以水体表层热量平衡和底层绝热假设为边界条件,利用气温、相对湿度、风速、云量和太阳辐射等气象要素为输入参数,采用显式积分方案对模型进行求解。利用上海市青浦区巨斧水产养殖合作社养殖鱼塘水温观测数据对模型参数进行率定,基于2023年6月21-29日鱼塘水温实测资料验证模型。结果表明:模型对浅水鱼塘水温变化规律模拟能力较好,能表征不同深度水温的变化趋势和变化幅度,模拟水温与实际观测值显著相关,各深度相关系数均超过0.8,均方根误差在0.8~1.1℃。数值模拟模型可根据用户需要输出任意时段和深度的水温模拟产品,能为水产养殖活动提供精细化指导,具有良好的推广应用前景。

关键词： 调压室   数值模拟   应力分析   稳定性  

摘要： 针对昌波水电站调压室结构空间受力复杂的问题,通过采用三维有限元软件ANSYS建立结构及周围岩体的三维模型,选择不同工况、不同部位进行有限元数值模拟分析,依据数值计算结果对调压室结构衬砌进行配筋设计及裂缝宽度验算。结果表明:最高涌浪水位与向上压差工况作为控制性工况配筋设计,阻抗板为调压室结构受力变形最大的部位,为结构配筋设计的重点。

关键词： 大体积混凝土   冬季施工   温度控制   数值模拟  

摘要： 严寒地区冬季低温环境给大体积混凝土施工带来挑战,温度裂缝成为主要破坏形式,研究温度控制对保证工程质量至关重要。针对严寒地区冬季大体积混凝土施工中温度控制问题,利用有限元软件进行数值模拟研究,分析了大体积混凝土冬季施工温度的变化与分布情况;分别研究了不采取保温措施情况下,浇筑温度分别为10、20、30℃,以及浇筑温度为10℃情况下,采用木模板保温以及挤塑聚苯板保温等五种工况的大体积混凝土温度变化的计算结果。研究结果表明:环境温度和混凝土入模温度会影响混凝土的温度峰值和温升值,不会改变混凝土温度场的分布规律。挤塑聚苯板保温措施效果优于木模板。数值模拟技术在大体积混凝土施工中的应用,可以有效地预测混凝土内部的温度场变化和应力场变化,为制定合理的温控措施和施工工艺提供理论依据,从而提高工程质量,降低施工风险。

关键词： 水闸   安全检测   水下精细探测技术   ROV   三维图像声呐  

摘要： 水闸在防洪、抗旱、供水、灌溉、发电、航运和生态环境保护等方面有显著的经济、社会效益,为保证水闸的安全运行需要定期进行检测。传统蛙人潜水检测方法安全风险大、工作效率低、获取可量测数据困难。因此,提出了一种基于ROV的水下精细探测技术,使用ROV搭载高清可见光成像设备和三维图像声呐/水下激光扫描仪获取检测对象的可见光数据和三维点云数据。在某水闸的应用结果表明,ROV可代替蛙人进行检测,获取的清晰影像资料及可量测三维点云数据可为水下隐蔽构筑物安全检测提供翔实的基础数据,具有广阔的应用前景。

关键词： 铁路桥梁   冲击响应特性   试验研究   数值模拟   GFRP-混凝土组合梁   冲击荷载  

摘要： 为解决传统钢结构自重大、耐久性不足的问题,采用玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)与混凝土形成组合结构,能够减轻结构自重,提高结构的耐久性。采用试验研究和数值模拟的方法研究混凝土高度、界面连接形式对GFRP-混凝土组合梁抗冲击性能的影响,并分析了冲击物质量、冲击速度、冲击点位置、混凝土强度等因素对组合梁冲击响应特性的影响。试验结果表明:随着混凝土高度的增加,组合梁跨中挠度峰值不断减小;冲击力峰值随冲击高度增大而增大,其变化量呈现一定的离散型特征;组合梁跨中位置产生最大拉压应变的时间相同,底部的应变峰值显著高于顶部。数值模拟结果表明:模拟值与试验值表现出较高的吻合度;冲击力峰值与冲击物质量、冲击速度均呈二次函数关系,跨中挠度峰值与冲击物质量、冲击速度均呈线性相关,提高混凝土强度后GFRP-混凝土组合梁耗能能力增强。

关键词： 粗颗粒土填料   强度   三轴试验   数值模拟   破坏原理  

摘要： 粗颗粒填料强度对铁路的建设有重要的影响,为了研究铁路路基粗颗粒土填料的强度特性,采用粗颗粒土三轴试验系统对工程填料开展不同含水率及围压的三轴压缩试验,并通过PFC3D进行对应工况的数值模拟,得出粗颗粒土填料多级加载的应力-应变关系曲线,以及总抗剪强度指标黏聚力c u和内摩擦角φu。结果表明:最优含水率状态下应力-应变曲线呈现应变硬化型,试样中部有鼓胀现象,而在饱和含水率状态下应力-应变曲线呈现应变软化型,且试样中部既产生了一定的鼓胀,又伴随有较为明显的剪切破坏面;多级加载下的抗剪强度包线τp和强度包线τf两者较为一致,且各自确定的黏聚力c u和内摩擦角值φu相差不大;试样的压缩变形是中部压密侧向逐渐鼓出的动态变化过程,在不同围压作用下试样内部形成明显的剪切带,周围土体沿剪切带发生相对滑移,具有明显的剪切滑裂面。研究的结果进一步验证了多级加载法在确定粗颗粒土填料强度方面的可行性,对指导铁路路基建设具有重要作用。