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关键词： 既有隧道   下穿上跨   开挖支护   数值模拟  

摘要： 为研究新建隧道在下穿上跨既有隧道时隧道间的力学响应特征,本文结合万州新田港铁路集疏运中心大坡隧道下穿既有输煤隧道、上跨既有大件路隧道工程,采用MIDAS/GTS有限元软件对新建的大坡隧道与既有输煤隧道和大件路隧道的交叉部位进行三维数值建模,通过数值模拟计算重点分析既有隧道洞周位移、应力及既有隧道支护内力随新建隧道施工过程的变化情况,分析结果表明开挖过程中各隧道洞周围岩位移应力分布规律正常,支护结构受力良好,所采用支护加固措施合理有效。

关键词： 智能传感技术   水闸安全   监测系统   数据融合   物联网  

摘要： 智能传感技术在水闸安全监测中的应用日益广泛,研究采用层次化系统架构设计,通过DATA-9201系列智能终端设备采集闸门开度与扬压力与沉降缝及水位监测数据。应用小波变换与中值滤波进行数据预处理,结合D-S证据理论实现多源数据融合分析,采用支持向量机与LSTM神经网络构建异常识别模型。基于分布式数据采集网络与光纤通信技术,实现了设备互联与数据实时传输,系统运行数据表明各项监测指标可靠性超过99.5%。实践证明,该系统显著提升了水闸安全管理的自动化与智能化水平。

关键词： 空心玻璃微珠   冻融循环   数值模拟   抗冻性能  

摘要： 通过试验与数值模拟相结合的方法,系统研究空心玻璃微珠(HGM)改性固废磷石膏纤维增强水泥板在冻融循环作用下的损伤演化规律及性能优化机制。试验中,以HGM替代细砂(掺量5%~30%)制备试件,通过三点弯曲法(试件尺寸180 mm×80 mm×10 mm)、压汞法(孔径范围3 nm~300μm)及瞬态热线法(QTM-500型)测定力学性能、孔隙结构与导热系数,并结合冻融循环试验(-20℃?20℃,100次)评估抗冻性。结果表明,当HGM掺量为20%时,试件抗折强度达11.13 MPa(较基准组提升28.6%),导热系数下降至0.89 W/(m·K);经100次冻融后,抗折强度保留率为82.3%(较基准组提升37%),界面黏结强度提升42%。数值模拟方面,基于ABAQUS平台开发了纤维-HGM-基体三相细观模型(HGM粒径50μm,壁厚1.2μm),构建温度-位移耦合仿真框架,模拟冻融循环下三点弯曲断裂过程。仿真结果显示,20%掺量试件应力集中系数降低18%,裂纹扩展路径与试验吻合度达91%,抗折强度偏差小于8%。研究表明,HGM通过孔隙填充、热传导抑制及界面增强三重协同机制显著提升材料抗冻性,验证了多尺度模型在冻融损伤预测中的可靠性。

关键词： 数值模拟   稳定层结   高层建筑物   扩散  

摘要： 采用k-ε高雷诺数湍流模型模拟了稳定层结不同理查森数(Ri_(b))下1∶1∶2(长∶宽∶高)高层建筑物对流场结构及污染物扩散的影响。结果表明:温度层结对建筑物周围的流场结构有显著的影响,随着Ri_(b)增大,建筑物迎风侧静驻点位置逐渐向顶部移动,建筑物顶部回流区逐渐后移,建筑物背风侧回流区的长度先增大后减小,漩涡位置逐渐向建筑物上方移动;建筑物周围的高归一化湍流动能(TKE/u_(H)^(2))区域主要分布于建筑物顶部和下风向回流区域,随着Ri_(b)的增加,建筑物顶部和尾流区内TKE/u_(H)^(2)减小;随着Ri_(b)的增大,地面污染物浓度先增大后减小,下风向烟羽高度逐渐减小,烟羽中心浓度最大值的高度上升。

关键词： 台阶式消能   消能率   敏感性分析   物理模型试验  

摘要： 重力坝多数建在坚硬的岩石地基上,消能方式以挑流消能居多。龙潭水库坝址基岩为粉砂质泥岩,抗冲刷能力弱,更适合采用底流消能。受地形和土地条件制约,消力池直线段布置长度有限,溢洪道采用台阶式消能,可以大幅提升泄槽段消能率,有效缩短消力池池长、节省工程投资,并使重力坝枢纽布置更加紧凑。采用敏感性分析、有无对比、理论计算与物理模型试验成果对比等方法对台阶式消能进行研究,验证了台阶式消能方案的合理性,研究成果具有一定的应用价值。

关键词： 异形装药   粉末压制   装药工艺   数值模拟   装药安全性  

摘要： 为了探究异形装药结构药柱压制效果以及压制安全性的影响因素,采用Marc有限元软件的连续介质动力学方法对装药直径D=88 mm、成型高度H=132 mm、锥角α=60°的异形JH-2药柱压制成型过程进行了数值模拟分析,系统研究了压制压力、压制速率、初始相对密度、摩擦系数以及保压时间等工艺参数对药柱成型密度及内部应力的影响。结果表明:成型异形装药内部密度和应力分布不均匀,存在明显的密度松散区和应力集中区域;压制压力、初始相对密度、保压时间和摩擦系数同时影响药柱的成型密度和应力分布,压制压力、初始相对密度和压制速率以及装药结构则是影响异形药柱应力集中的主要因素;针对此异形装药结构,当压制压力取300~350 MPa、压制速率为1.5 mm·s^(-1)、初始相对密度为0.65、摩擦系数为0.15、保压时间选择120 s时,异形药柱的密度分布相对均匀,应力梯度差小,能提高成型质量,减小应力集中并避免裂纹产生,保证装药安全。

关键词： 基坑支护   倾斜桩   数值模拟  

摘要： 倾斜桩支护结构作为一种新型支护形式,具有变形控制效果好、经济性强、环境友好等优势。本文基于某倾斜桩基坑工程应用实例,以倾斜桩组合支护结构的位移控制效果和力学性能为研究对象,采用数值模拟手段建立多变量分析模型进行围护结构变形性状及力学响应特征分析,分析结果表明:在支护桩用桩量相同的情况下,倾斜桩支护结构的变形控制效果应综合考虑直桩刚度及斜桩承载力的影响,并结合基坑开挖深度、地质条件等因素进行综合考量。

关键词： 微波加热   钢渣沥青混凝土   多物理场   数值模拟   传热特性  

摘要： 为探究微波加热钢渣沥青混凝土的传热机理和影响因素,采用数值仿真模拟和室内试验相结合的方法开展研究。根据麦克斯韦方程和傅里叶方程构建多物理场下微波加热钢渣沥青混凝土仿真模型,揭示材料介电常数、微波频率及波导结构对普通沥青混凝土(WS)和3种钢渣沥青混凝土(CSFSS、CSSFS、WSS)传热特性的影响规律;通过室内微波加热钢渣沥青混凝土温度分布试验,验证了仿真模型的可靠性。结果表明:1)多物理场下微波加热钢渣沥青混凝土模型的区域最高温度、升温效率、体平均温度、能量效率、温度协同常数呈现一致的变化规律,即WSS>CSFSS>CSSFS>WS;材料介电常数越大,升温速率越快,但温度均匀性较差;相较微波频率2.45 GHz,5.8 GHz作用下钢渣沥青混凝土的升温速率增长介于9%~15%;微波频率越大,钢渣沥青混凝土升温速率越快;相较单波导结构,双波导结构作用下钢渣沥青混凝土的温度均匀性明显提升;2)微波加热钢渣沥青混凝土的温度实测值和模拟值均与加热时间具有较好的线性关系,且模拟值和实测值相近,说明仿真模型有效、可靠。

关键词： 微米级颗粒   二元碰撞   外加声场   颗粒凝并   离散元方法   数值模拟  

摘要： 建立声场中微米级颗粒间二元碰撞的离散元模型,在模型验证的基础上,探究颗粒碰撞过程中接触力、重叠量和颗粒速度演变的过程,考察颗粒中心连线与声波波动方向的夹角和颗粒半径对碰撞动力学的影响。结果表明,颗粒凝并前经历多次“压缩-回弹”过程,颗粒分离前仅经历一次“压缩-回弹”过程;颗粒中心连线偏离声波波动方向程度越大,凝并时间越长,特别是当二者接近垂直时,颗粒无法发生碰撞;随着颗粒半径的增大,碰撞后果由凝并转变为分离,凝并时间先减小而后趋于恒定,分离时间几乎不受颗粒半径的影响。研究结果可为颗粒声凝并过程的准确预测提供基础。

关键词： 水陆两栖   螺旋推进   截面形状   数值模拟  

摘要： 螺旋推进式水陆两栖机器人的关键驱动部件是螺旋推进器,因其具有较强的环境适应能力,被广泛应用于资源勘探、灾害救援和环境监测等领域。为探究螺旋推进器叶片的截面形状对其在敞水中推挤性能的影响,分别对4种不同截面形状下的螺旋推进器进行水动力仿真,以不同截面形状下螺旋推进器的推进效率为螺旋推进器推进性能的评判标准。结果表明,当螺旋叶片的截面形状选用迎水面为斜边的直角三角形时,螺旋推进器的推进效率最高;且随着螺旋叶片齿顶角的不断减小,其推进效率会越来越高;螺旋推进器在水中运动时,其所受到的推进力并不是在每个叶片上均匀分布的,而是主要分布在靠近螺旋推进器运动方向的前端叶片上。研究结果对后续螺旋推进式水陆两栖机器人螺旋推进器的设计具有参考价值。