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关键词： 装配式   钢围檩   拼装节点   纯弯作用   数值模拟  

摘要： 装配式钢围檩作为一种应用于基坑支护工程中的新型围护墙支撑构件,研究其拼装节点抗弯性能可为实际工程应用提供理论依据。文章基于不同拼装节点布置方案下的装配式钢围檩主体单元模拟试件,利用有限元软件数值模拟了纯弯作用下试件的破坏模式、抗弯强度及截面应力分布情况,提出了纯弯作用下拼装节点试件弹性变形阶段的挠度计算公式。结果表明:拼装节点导致试件极限抗弯承载能力下降了3.5%~62.6%;H型钢与连接板拼装节点均属于半刚性节点,拼装节点处应力不满足平截面假定;纯弯作用下拼装节点试件弹性变形阶段的挠度公式计算结果与模拟结果基本吻合。

关键词： 大倾角综采面   放煤步距   放煤方式   矿压显现   开采工艺  

摘要： 为实现大倾角煤层的安全高效开采,通过数值模拟研究,当该综采面采用一采一放的放煤步距时,顶煤放出率为93.63%,为最大;当采用单轮顺序下行放煤时,顶煤放出率为93.52%,为最大,并基于此确定该综采面的安全优化开采工艺。最后,采用FLAC3D软件,模拟分析工作面超前支承压力、顶板下沉量以及两巷侧向支承压力分布规律,验证该开采工艺能够适应工作面地质条件。

关键词： 海上油田   低渗挖潜   爆燃压裂酸化   数值模拟   应用分析  

摘要： 海上油田低渗储层规模大,动用程度低,挖潜技术手段有限。而采用常规的酸化解堵等措施通常表现为施工压力高、注入排量低,酸液等解堵工作液难以注入储层等问题,同时措施受限于平台空间,实施效果较差。为了解决这一难题,结合文献调研、海上油田的储层物性及平台作业空间等实际情况,提出了一种针对海上低孔低渗储层的爆燃压裂技术,并形成了海上油田相应的工艺设计方法和安全保障措施,创新性地将爆燃压裂措施与酸化工艺进行联作,利用酸化实现对爆燃的增效作用,解决了低渗储层单纯酸化压力高效果差的问题。同时利用研究成果对C37H井进行了爆燃压裂工艺设计,确保井下管柱安全性的前提下,设计最优火药用量,最大限度地保障措施效果。目前该技术已经在海上油田一共应用21井次,均取得了显著的增产增注效果。

关键词： Rotor–stator interaction   Pressure field   Flow coefficients   Unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes modeling(URANS)   Attack angle  

摘要： Clarifying the gas ingestion mechanism in the turbine disc cavity of marine gas turbines is crucial for ensuring the normal operation of ***, the ingestion is influenced by factors such as the rotational pumping effect, mainstream pressure asymmetry, rotor–stator interaction,and unsteady flow structures, complicating the flow. To investigate the impact of rotor–stator interaction on ingestion, this paper decouples the model to include only the mainstream. This research employs experiments and numerical simulations to examine the effects of varying the flow coefficient through changes in rotational speed and mainstream flow rate. The main objective is to understand the influence of different rotor–stator interactions on the mainstream pressure field, accompanied by mechanistic explanations. The findings reveal inconsistent effects of the two methods for changing the flow coefficient on the mainstream pressure field. Particularly, the pressure distribution on the vane side primarily depends on the mainstream flow rate, while the pressure on the blade side is influenced by the mainstream flow rate and the attack angle represented by the flow coefficient. A larger angle of attack angle can increase pressure on the blade side, even surpassing the pressure on the vane side. Assessing the degree of mainstream pressure unevenness solely based on the pressure difference on the vane side is insufficient. This research provides a basis for subsequent studies on the influence of coupled real turbine rotor–stator interaction on gas ingestion.

关键词： 装配式混凝土框架节点   SMAF-ECC   自复位   数值模拟   抗震性能  

摘要： 利用SMAF-ECC(形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料)良好的耗能及自恢复性能,提出了一种基于SMAF-ECC的装配式混凝土自复位框架节点。在材料力学性能试验基础上,采用ABAQUS对该新型框架节点的抗震及自复位性能开展数值模拟研究,并与采用普通混凝土、ECC的框架节点进行了对比,同时分析了SMAF掺量对节点抗震性能的影响。结果表明:将节点核心区域的混凝土替换成SMAF-ECC,能够有效提高节点的承载力、耗能能力以及刚度,降低节点残余位移,提高节点的自复位能力。当SMAF掺量不大于0.6%时,增大SMAF的掺量能够进一步改善框架结构的自复位性能和抗震性能。研究成果可为SMAF-ECC在装配式混凝土框架节点的应用提供理论依据,有望推动其在抗震结构中的进一步发展。

关键词： 桥梁基础   斜桩   数值模拟   桩身应力   桩基承载能力  

摘要： 斜桩作为一种抗侧向力性能优异的桩基础形式,在深切“V”型峡谷地带的桥梁建设中得到了广泛应用,而峡谷地带坡岸岩体层理发育,斜桩基础的承载特性与承载能力不可避免地将受到层理结构的影响,明确层理结构对斜桩承载能力的影响是保证桥梁结构整体稳定与安全的重要课题。基于此,采用数值模拟手段,对不同层理倾角条件下斜桩的承载性能进行研究分析。研究结果表明:①层理倾角对坡岸稳定性、位移模式及潜在滑动面形态存在显著影响,层理倾角在0°~90°时安全系数呈现先减小后增大的趋势,且当倾角在45°左右,边坡安全系数最小。②在上部荷载的作用下,斜桩整体处于受压状态,仅在局部位置承受拉应力。承台及斜桩上部承受着较大的压应力,而斜桩下部所承受的压应力相对较小。斜桩承载性能好,具备较好的安全性与可靠性。同时,层理倾角的差异,导致斜桩承受大小不同的压力作用,其中层理倾角为45°时,斜桩局部区域达到承压极限。③斜桩承载能力受层理结构影响显著,无层理结构时斜桩极限承载力明显大于含层理结构时斜桩极限承载力。与无层理结构时相比,斜桩承载力下降约15.7%~39.2%。斜桩承载能力随层理倾角先减小后增大。当层理倾角为45°时,斜桩的极限承载能力最低,约为无层理结构时的一半。研究成果可为类似“V”型峡谷斜桩基础设计及施工提供参考。

关键词： 天然气水合物   超孔隙压力   气体饱和度   数值模拟   深水钻井  

摘要： 为解决深水含天然气水合物地层的钻井安全问题,开展了钻井对含天然气水合物地层孔隙压力的影响研究。基于井筒与地层热传导理论,建立了考虑甲烷溶解度的超孔隙压力计算模型,通过TOUGH+HYDRATE程序(T+H程序)验证了模型的精度和可靠性,通过分析案例研究了初始天然气水合物饱和度、初始孔隙压力和初始渗透率对超孔隙压力的影响规律。通过T+H程序,探究了含天然气水合物地层在井筒温度变化下的孔隙压力演变特征,分析了井筒温度对地层超孔隙压力的影响机制。研究结果表明,超孔隙压力的变化趋势与气体饱和度发展高度一致;井筒温度越高,超孔隙压力所引发风险的时长与波及范围越大,采取相应隔热措施十分必要。研究结果可为天然气水合物分解风险预测与量化分析提供科学依据,对深海工程建设的风险评估和防治具有指导意义。

关键词： 油页岩油泥   微波热解   COMSOL仿真   数值模拟  

摘要： 油泥污染原油并带来安全风险,需有效治理。针对罐底油泥,文章选用微波热解方法,首先总结分析了油泥的危害性、基本特征和净化指数,并深入研究了国内外研究现状及存在问题。通过总体设计需求和仿真计算,开发了一套适用于中国炼油厂的储罐油泥微波热解技术。在此过程中,波导与微波腔体尺寸是关键,需依据油泥物性及其他因素确定合适的热解模式。利用COMSOL软件建模,模拟油泥微波热解过程,基于仿真结果优选了微波频率和输出功率。文章不仅有助于解决油泥污染问题,还为中国炼油厂提供了高效的油泥处理技术方案,对提升原油质量和安全生产具有重要意义。

关键词： 爆炸焊接   数值模拟   炸药层厚度   布药方式   界面波形  

摘要： 为了研究炸药量以及布药方式对爆炸焊接界面波形的影响,选取镁合金作为基板,铝合金作为复板,应用ANSYS/LS-DYNA软件并结合SPH算法对焊接过程进行二维数值模拟。在均匀布药方式下,设置了炸药厚度为35mm、25mm的两组对照组;在梯形布药方式下,设置了炸药厚度a边为20mm,b边为20mm、17mm、15mm、12mm、10mm的五组对照组,比较不同布药方式和炸药量作用下的波形状态和碰撞压力变化。研究表明,在可焊接窗口内,炸药量越多的会产生较大的波形结合面;梯形布药方式下爆炸焊接界面波形会更加稳定均匀,其中炸药量采用a边为20mm,b边17mm时,焊接质量最好。

关键词： 气液两相流   凝结   水锤   传质传热   数值模拟  

摘要： 当冷水回流或注入蒸汽管路时,将在管道内形成大温差的两相流动,导致管内发生蒸汽凝结水锤现象,造成瞬态高峰压力脉冲。为了预报凝结水锤的压力载荷,建立一种计及管道截面弹性形变的可压缩两相流体六方程数学模型,通过真实物性状态方程、两相流型判别公式和流动传热计算模型库予以封闭,并通过自编程序实现压力载荷的数值模拟。基于凝结水锤的PMK-2实验验证了模型的计算精度,压力峰值的预报结果与实验值偏差为1.7%。使用该模型对冷水注入蒸汽管道和非能动余热排出两种工况进行了计算研究。在冷水注入工况下发现:随着冷水流速提高,压力脉冲峰值增加;液相温度提高,压力峰值随之减小;当管道直径足够小时,将不再出现水锤现象。