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关键词： 原子层沉积   数值模拟   计算流体力学   反应器   多尺度  

摘要： 原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)作为一种具有亚纳米精度的薄膜沉积技术,被广泛应用于集成电路、能源以及显示等领域。然而,在实际应用中,ALD仍面临诸多挑战,这些挑战主要源于其反应器内部复杂的流体力学、传质传热及表面反应等造成的多过程、多尺度耦合问题。数值模拟有助于揭示ALD的多物理/化学过程多尺度耦合机理,是深入分析和优化ALD的有力工具。系统综述了ALD反应器模拟研究的进展,对模拟涉及的薄膜材料、操作条件、腔体结构及基底进行了详细分析,探讨了当前ALD数值模拟研究所面临的挑战,并对进一步优化模拟技术的可能途径进行展望。

关键词： 严寒地区   高拱坝   预制免拆保温模板   模具设计   连接工艺  

摘要： 针对严寒地区高拱坝永久保温结构的耐久性问题,提出了一种装配式免拆保温模板解决方案。预制保温模板采用单元模块化设计,其由外置混凝土壳体和内置保温隔热层构成。与坝体浇成一体后发挥永久保温作用,实现了与坝体结构的并行施工和共同发挥作用。详细阐述了预制保温模板生产制造关键技术,包括模具设计与制造要点,以及混凝土浇筑、振捣、养护等工序。预制模板已在新疆某大坝工程铺设了将近162 m2试验段,试验验证了免拆保温模板不仅提升了坝体保温结构的耐久性,还大幅提高了施工效率,具有进一步推广使用价值。

关键词： 寒区滨海核电厂   防冰措施   抗冰锥   拦冰网   海冰堆积   离散元方法  

摘要： 寒区滨海核电厂附近海域在冬季会形成大量海冰,大面积的海冰会造成核电取水工程堵塞,严重威胁核电安全工作。因此,应防止大量海冰进入核电取水海域以保障北方滨海核电厂的安全运行。目前尚未有抗冰锥、拦冰网等不同防冰措施在不同冰情下对海冰堆积等动力行为影响作用的研究。为此,文章以北方某核电厂附近海域冰情为例,根据相关海冰要素,设立6种冰情,建立以抗冰锥和拦冰网为主的防冰措施。采用离散元-光滑粒子无网格法(DEM-SPH),分析了不同流向、流速、冰厚等因素对海冰在拦冰网前堆积的影响,并统计了流向、流速及冰厚对拦冰结构拦冰效率的影响。结果表明:海冰堆积高度随冰厚、流速的增加而增加,并且在更加正对防冰结构流向下海冰堆积高度增大明显,海冰流向和冰厚对拦冰结构前海冰堆积行为的影响较为显著;拦冰网的拦冰率随冰速和冰厚的增大而增大。合理的防冰措施能有效地控制后续进入取水口的流冰,抗冰锥破冰减小海冰尺寸、降低海冰动能,拦冰网配合最大程度阻拦流冰,限制进入取水口明渠内的浮冰数量。该研究成果可为北方滨海核电厂采取防冰措施提供一定科学依据。

关键词： 混凝土面板   温度   内外温差   温度应力   数值模拟   开化水库  

摘要： 为获取施工期堆石坝混凝土面板温度、内外温差和温度应力的变化规律,以开化水库为研究对象,通过建立面板堆石坝有限元模型开展不同施工时段气温正常和气温突变工况下面板温度和温度应力的数值模拟研究,并将面板设计温度应力与允许抗拉强度进行对比分析。结果表明:浇筑初期面板的温度、内外温差和温度应力迅速上升,达到最高值后又缓慢下降直至平缓;与不施加保温措施相比,2种工况下施加保温措施时面板表面点和内部点温度均上升但波动幅度变小,同时面板内外温差及其波动幅度变小,从而导致温度应力及其波动幅度也变小,保温措施对于减小面板内外温差和表面温度应力十分有效;不同施工时段气温突变工况下面板表面温度应力在中下部达到最大;除了遭遇强降雨或加大洒水工况外,不同施工时段2种工况下面板表面设计温度应力均小于允许抗拉强度。对此,提出开化水库混凝土面板保温和保湿措施。

关键词： 甲醇   冷凝   数值模拟   传热   压降   液膜   多相流  

摘要： 采用数值模拟研究了甲醇在水平圆管内的流动冷凝过程,探究了不同质量通量下蒸汽干度对甲醇冷凝换热及压降特性的影响,分析了冷凝过程中的流型转换和液膜特性。结果表明,在干度为0.87~0.95时传热系数达到峰值,质量通量为25~75 kg·m^(-2)·s^(-1)时,峰值对应干度从0.87增加到0.95;压力梯度随着质量流量、干度的增加而增加,但干度大于0.9时,压降梯度随着干度的增加而减小。模拟工况下甲醇冷凝流动过程主要流型为雾状流/环状流以及波状流/分层流。截面液膜厚度在θ=90°处达到局部最小值,质量通量的增加提升了液膜分布均匀性。

关键词： 不均匀脱冰   数值模拟   脱冰跳跃   导线弧垂  

摘要： 冰区架空输电导线上的非同期覆冰脱落会减小本档导线-地线、导线-导线、导线-大地的绝缘间隙,可能引发闪络跳闸、杆塔倒塌等事故,威胁电力系统的安全。参照实际220 kV输电线路,建立了四档两分裂导线有限元模型,研究分析档距、覆冰厚度、高差以及不同脱冰方式等因素对覆冰导线脱冰档冰跳高度和相邻档弧垂反向位移的影响规律。研究结果表明,覆冰厚度对脱冰档冰跳高度的影响最为显著,而不同脱冰方式之间的差距也较为明显;线路高差对弧垂反向位移影响较大,且随着高差的增大,导线沿水平方向的偏移增大,两相邻档中点弧垂反向位移变化成反比,在高差达到100 m时,其变化速度更为剧烈。

关键词： 轨道交通   市域列车   最不利长度隧道   压力波   非定常气动特性   数值模拟  

摘要： 为探明市域列车通过最不利长度隧道的非定常气动特性,运用三维、非稳态、黏性雷诺平均(reynoldsaveraged navier-stokes,RANS)方程和重整化群(renormalization group,RNG)k-ε两方程湍流模型开展时速160 km/h市域列车隧道空气动力学的数值模拟研究。结果表明:列车的运行显著改变了隧道内的流场结构与压力分布,表现出明显的区域化特征。这种变化主要源于列车引发的压力波传播与反射,以及本体对隧道内空气的挤压作用。车体表面与隧道壁面测点的压力变化存在明显差异,车体表面压力主要受到压缩波和膨胀波到达时间的影响,而壁面压力则受到列车扰动、压力波以及低压区的共同作用,呈现出更复杂的演化规律。列车气动阻力以压差阻力为主,并受到阻塞效应及压力波影响。此外,不同车体在非定常气动响应上差异明显,前三辆车体在出入隧道时的气动力变化主要由隧道进出口扰动引起,而后五辆车体还受到压力波作用,导致侧力、侧滚力矩及摇头力矩等非定常气动力发生剧烈波动。

关键词： 钻孔灌注桩   承载力   数值模拟   水泥加固土  

摘要： 钻孔灌注桩承载力不足,通常受施工工艺、泥皮厚度、孔底沉渣等因素影响。上海某工程项目地质条件特殊,砂性土层⑦层、⑨层位于地表30 m以下,呈连通状态且厚度逾60 m。以94 m钻孔灌注桩试桩为例,结合现场施工情况,对试桩承载力未满足设计承载力原因进行分析,并结合现场条件,优化了承载力提升措施。通过有限元模型,研究了RJP桩侧加固对承载力提升效果。计算结果表明:在⑤、⑥层范围内加固承载力提升至23500 kN,增加约15%,加固后复测桩基承载力与计算结果基本一致。

关键词： 烃源岩   生烃史   排烃史   盆地模拟   南堡3号构造带  

摘要： 为充分认识南堡3号构造带油气成藏过程,提升油气勘探效果,基于地质、地球化学等资料,运用含油气盆地数值模拟技术,在系统分析烃源岩发育特征的基础上,定量重建主要烃源岩层系的生排烃史,并探讨成藏过程匹配关系。结果表明:研究区发育沙三段、沙一段和东三段3套烃源岩,有机质丰度高,有机质类型以Ⅱ型为主;沙三段烃源岩处于成熟和高成熟阶段,生排烃强度高,大规模生排烃时间主要集中在东营组沉积末期至明化镇组沉积中期;沙一段和东三段烃源岩处于成熟阶段,生排烃强度中等,主要生排烃时间在明化镇组沉积中期至今;圈闭的形成期与油气生、排、运、聚具有良好的匹配关系。研究建议,中深层油气勘探应以沙三段烃源岩为油源,中浅层油气勘探应以“沙一段+东三段”烃源岩为油源,以紧邻曹妃甸次洼且有断层垂向沟通烃源岩与储层的构造和岩性圈闭为主要目标。

关键词： 钢结构   悬挑结构   安装   数值模拟   施工技术  

摘要： “一带一路”文化交流中心传媒港公建项目整体可分为南北两部分,北侧为主体,采用钢结构框架-支撑结构,南侧为整体悬挑结构,长37.5m,为大跨度悬挑钢结构,施工难度大,通过采用胎架支撑-高空原位对接的方法完成钢结构拼装。同时,通过严格控制钢结构施工工艺及安装顺序,并进行施工全过程数值模拟分析,解决临时支撑体系施工布置难题,并验算不同复杂工况下临时支撑体系强度、变形、稳定性以及钢结构整体受力与变形,保证大跨度悬挑钢结构安装、卸载精度和安全。