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关键词： 水锤效应   特征线法(MOC)   防护装置优化  

摘要： 针对高层建筑给水系统水锤效应防控问题,该研究旨在保障供水安全并优化运维成本。基于特征线法(Method of Characteristics,MOC)与计算流体力学(Computatioinal Fluid Dynamics,CFD)构建多尺度耦合分析模型,创新性提出“源头控制-过程调压-末端消能”三级协同防护体系。通过工程案例验证表明:系统压力峰值衰减率达64%,压力振荡持续时间缩减45%,符合ASSE1010标准中压力波动控制要求。研究成果为高层建筑给水系统瞬态防护设计提供理论依据与技术方案,促进水锤防护技术向动态调控与智能监测方向发展。

关键词： 氨氮污染   数值模拟   地下水污染   GMS   卫河  

摘要： 卫河新乡段作为豫北地区最重要的泄洪排涝河道,水质常年污染严重,经过治理水质有所好转,但仍存在氨氮污染问题。现有关于河水氨氮污染影响地下水的研究表明,氨氮进入地下水后主要受硝化和反硝化作用影响,同时还与含水层介质及地下水流场有关,但是目前针对卫河新乡段河水氨氮污染对地下水影响这一问题仍缺乏定量研究。利用GMS软件中MODFLOW和RT3D模块模拟河流来源的氨氮在浅层地下水中的迁移转化过程,定量分析了河流氨氮线状污染源对地下水的影响范围及污染程度。研究结果显示,河流线状污染源对地下水的影响呈带状分布,其中NH_(4)-N、NO_(2)-N和NO_(3)-N最大影响分别为河流沿岸150、80和500 m以内;地下水中NH_(4)^(+)浓度受河流补给影响明显,NH_(4)^(+)浓度随河流中NH_(4)^(+)浓度增加而增加,但受硝化—反硝化作用,地下水中NH_(4)^(+)和NO_(2)^(-)浓度整体逐渐降低,NO_(3)^(-)浓度逐渐升高;地下水中NH_(4)^(+)和NO_(2)^(-)浓度在0~91μg/L,NO_(3)^(-)浓度在0~2730μg/L。河水中氨氮污染物输入到地下水中受到多种因素影响,河水与地下水相互作用越强,氨氮污染物由河水进入地下水中的浓度就越高,速度就越快;还受到降落漏斗的影响,氨氮污染物进入地下水后向漏斗中心迁移。研究获得的氨氮在地下水中的迁移转化规律可为卫河及其沿岸地下水系统氨氮污染保护修复提供依据。

关键词： 构造裂缝   构造应力场   数值模拟   裂缝定量预测   构造部位   岩相   须二段   三叠系   新场地区   川西坳陷  

摘要： 川西坳陷新场地区三叠系须家河组二段储层致密,其构造裂缝发育与分布特征对气藏高效开发至关重要。基于成像测井资料分析了研究区储层构造裂缝的发育特征,并在非均质岩石力学模型基础上,利用有限元模拟方法、岩石破裂准则与弹性应变能,开展了目的层在喜马拉雅时期的构造应力场、构造裂缝的数值模拟和定量预测。研究结果表明:①川西新场地区三叠系须二段裂缝以构造剪切缝为主,裂缝走向按发育程度依次为NWW向、NEE向、近EW向和近SN向;其形成期次主要包括印支晚期、燕山期、喜马拉雅早期和喜马拉雅晚期4期,前2期形成的裂缝大多被方解石或石英充填,仅喜马拉雅时期形成的裂缝为有效缝。②喜马拉雅运动时期,须二段水平最大主应力主要为65~100 MPa,水平最小主应力主要为50~85 MPa,其应力分布受构造部位和岩相控制。③研究区构造裂缝平均密度整体较小,为0.28条/m,断层附近的裂缝密度大于1.20条/m,不同岩相中的裂缝密度差异明显,断层、构造部位和岩相等因素共同控制着裂缝的分布。④裂缝预测结果与实测结果的平均绝对误差为11.40%,预测结果可靠。

关键词： InSAR监测   土石坝沉降   聚类分析   变形态势  

摘要： 借助时序InSAR技术对土石坝表面变形进行全覆盖监测,可弥补传统地面单测点监测的不足。针对时序InSAR所获得的海量监测数据分析困难,提出了土石坝表面变形态势的聚类分析和异常变形区域识别方法。首先依据InSAR监测数据所表征的大坝表面变形规律,采用层次聚类算法对坝体表面进行分区;再利用云模型的逆向云发生器将InSAR相干点的变形序列转化为云参数,概化各分区的变形特征;最后借助局部异常因子量化分区内各相干点的异常程度,以识别出异常变形区域。工程实例表明,所提出的聚类分析方法可对海量InSAR监测数据进行高效分析,能够有效识别土石坝异常变形区域,提升了时序InSAR监测技术应用于大坝变形态势分析能力。

关键词： 土石坝   生命损失   数理统计模型   物元对比模型   动态分析模型  

摘要： 土石坝溃决生命损失评估对于溃决事件应急处置极为重要。文中选取了数理统计、动态分析及物元对比共三类12种本领域现阶段具有代表性的生命损失评估模型,针对三类模型均未考虑人为、地理和经济发展与科学技术水平三类影响因素的特点,选取我国三大地区代表性溃坝案例,进行生命损失评估,明晰了各类模型的适用性以及模型的地区差异性,实现了模型的精确性检验,揭示了不同地区溃决生命损失评估结果的作用规律,并提出减小模型计算误差的建议。研究结果表明:目前土石坝溃决生命损失评估模型主要考虑了风险人口、警报时间、溃决洪水严重程度以及风险人口对溃决洪水严重性的理解程度四项主要因素,尚未考虑人为、地理和经济发展与科学技术水平三类影响因素。针对同一类型的3个地区生命损失开展评估时,土石坝溃决损失模型的构建亟需考虑不同地区人为、地理和经济发展与科学技术水平三类因素。在动态分析类模型中,ASSAF、HUANG和赵一梦3种模型均可推荐,这几种模型均侧重风险人口自身在溃决事件发生时所产生的不确定因素的影响,分别考虑了应急预案、救援能力、建筑物抗冲性能、建筑与交通等因素。王志军模型并未考虑与坝址距离、下游坡降、地形等地理因素,评估结果整体上偏安全。应用生命损失评估模型时,需全面梳理已产生损失数据的溃决案例,宝贵的第一手数据对深入研究和验证评估溃决损失评估模型至关重要。

关键词： 飞机防冰   射流冲击   表面温度分布   对流换热系数   数值模拟  

摘要： 射流冲击作为一种高效的强化传热手段,在飞机防冰系统等领域得到了广泛应用。为研究表面温度分布对射流冲击对流换热性能的影响,选择平板层流射流冲击、半圆凹面湍流射流冲击和热气防冰腔射流冲击三个模型为对象,开展等温壁面边界、等热流边界和线性变化温度边界下的计算流体力学(CFD)计算。结果表明,射流冲击的换热性能会受到冲击表面温度分布的影响,在冲击点附近该影响较小,下游区域受影响较大;冲击换热系数在不同等温边界下变化不大,在不同等热流边界下也保持恒定;等温边界、等热流边界及线性变化温度边界下的射流冲击换热系数之间存在差异,因此,使用等温边界下的对流换热系数来对实际换热过程进行分析会存在误差。该研究对于射流冲击的工程应用以及飞机热气防冰性能的准确预测具有一定的指导意义。

关键词： 斜流泵   水力优化   数值模拟   数值预测   改进提升  

摘要： 基于国内某电厂2×480 MW重型燃机组成的燃气-蒸汽联合循环供热机组(CCPP)用立式循环水泵节能升级改造,运用GYY-CFD计算软件,结合Spalart-Allmaras(简称S-A)湍流模型,采用多层网格与隐式残差光顺法等加速收敛技术分析方法对立式斜流循环水泵全流道内三维流场进行数值结果模拟,预测分析计算立式斜流循环水泵性能参数,与制作的真机全性能试验结果相比,误差率<3.5%,升级改造后的立式循环水泵具有较好的性能,与改造前相比,机组效率提升12%,达到了节能效果。

关键词： 路基工程   大粒径块石   路基沉降   数值模拟  

摘要： 为探究含大粒径块石的非均质混合料在路基工程中的应用情况,以西部(国际)数字经济产业园片区的大粒径块石为研究对象,将其应用于片区道路路基填筑中。通过砂砾石现场筛分以及大粒径块石数值模拟试验,分析块石铺筑间距和埋深对路基沉降的影响。结果表明:(1)大粒径块石平面铺筑间距在3倍块石直径时,路基沉降最小,间距增加至6倍直径时,路基沉降增加6.4%。(2)随着块石埋深增加,路基沉降整体呈减少趋势,埋深为2m时,路基沉降较埋深1.5m时减少了23.64%;继续增大块石埋深,路基沉降持续减少,但幅度减缓。(3)对于不同位置的块石,其自身沉降随着埋深的增大而减少;越靠近路中线位置,块石总体位移越小,越靠近外侧,其自身位移和路基沉降越大。

关键词： 路堤工程   导堤   越浪   数值模拟   稳定性  

摘要： 越浪可能造成海岸防护建筑本身和后方设施失稳或破坏,设计阶段多借助模型试验或数值模拟分析海岸防护建筑的越浪情况,以验证设计方案的有效性。采用NEWFLUME建立了某路堤工程的断面二维数值波浪水槽,分析了施工期间的越浪情况及其对堤体稳定的影响。结果表明,由于路堤工程南侧的导堤顶高程高于设计高水位,仅在波峰过程发生间歇性越浪,越浪水体的波能迅速衰减,未在堤后形成连续的波浪过程。设计方案拟定的防护结构能够满足施工期间的稳定性要求。为确保安全,建议在组合断面2和组合断面3的南导堤顶设置挡浪墙,并在施工过程中设置两堤间的护底。研究成果为合理制定路堤工程的施工方案提供了技术依据。

关键词： 斜切喷管   非设计工况   数值模拟   归一化工作压力   推力特性  

摘要： 针对非设计工况对斜切喷管性能的影响,采用基于雷诺时均的稳态N-S方程进行斜切喷管流场的数值仿真模拟,并计算了推力特性。研究中引入归一化工作压力,以量化喷管偏离设计工况的程度。结果表明:斜切喷管出口的燃气流动具有显著的三维特性;在低工作压力下,喷管扩张段壁面的燃气压力低于1.013×10^(5) Pa,导致流动分离,对喷管产生负的侧向推力,且在归一化工作压力0.3时,负侧向推力最大达到-38.6 N;轴向推力系数随工作压力的增加而增大,但增长趋势逐渐减缓,以轴向推力输出为主的斜切喷管在归一化压力为0.7~1.5时具有较高的推力效率;侧向推力系数与工作压力具有更强的正相关性,提高工作压力能够有效增大侧向推力。