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关键词： 浒苔   拉格朗日粒子   卷吸率  

摘要： 浒苔爆发对近岸取水项目构成严重威胁。运用三维水动力模型,针对黄海山东沿岸某取水项目,深入探究浒苔的影响。结合卫星影像,通过长时间卫星观测数据率定数模参数。研究采用拉格朗日方法模拟浒苔运动,将潮流作为主要驱动力。结果显示,浒苔的流动轨迹清晰地反映出潮汐特征。除海湾入口附近区域呈现一定的往复流特征外,所有外海点位均表现出旋转特征。通过大小尺度模型模拟,仅北侧一定范围粒子卷吸率较高。

关键词： 市政道路   地下管线   探地雷达(GPR)   渗漏机理   数值模拟  

摘要： 城市地下管线是维持城市功能的核心基础设施,其渗漏问题易引发道路沉陷与结构损伤。本文通过探地雷达(ground penetrating radar,GPR)与数值模拟,研究渗漏对路基力学特性的影响。基于GPR探测管线分布、埋深及渗漏特征,建立渗漏-土体耦合有限元模型,分析渗流扩散路径与路基塑性变形机制。数值模拟表明渗漏导致土体孔隙水压升高至12 kPa,局部剪应力超限引发塑性区深度增加167%。优化管线埋深至2.0 m并采用聚乙烯(polyethylene,PE)材质,可降低渗漏风险32%。探地雷达与数值模拟的结合为管线安全评估提供了技术支撑,研究成果可为城市道路维护与灾害防控提供参考。

关键词： 粉土   三轴压缩   离散元方法   微裂纹演化   能量演化   破坏阶段   数值模拟   影响因素  

摘要： 【目的】徐州粉土分布广泛,为了解其三轴压缩特性,给工程建设提供参数依据,【方法】对取自徐州地铁一号线的粉土,进行常规三轴压缩试验,不断施加轴向压力直到土体破坏,将整个试验过程看作是外加荷载对土体的做功过程。在此基础上,采取数值模拟方法,对徐州粉土的三轴试验过程进行模拟。【结果】结果显示:粉土峰值强度、残余强度和变形模量均随围压增大而增大;不同围压下均表现为剪切破坏,低围压下橡皮膜扭曲更明显。各类裂纹均逐渐增加,试样微裂纹在应力达到峰值时开始激增,剪裂纹占比逐渐增加;加载初期,荷载做功几乎完全转化为应变能,整个过程中应变能先增大后减小,摩擦能和阻尼能则一直增大至模型破坏;应变能、摩擦能与阻尼能之和约占边界能的60%,且随轴向应变增速变化与粉土应力-应变曲线关系密切。【结论】结果表明:数值模拟结果与室内试验结果很好吻合;剪切裂纹主导了粉土的最终破坏;根据能量变化将粉土三轴压缩过程破坏模式划分为峰值前的孔隙压密、弹性变形和塑性变形三个阶段,及峰值后的加速破坏和强度剩余两个阶段。然而随着围压的增大,峰后加速破坏和强度剩余阶段可能会消失。

关键词： 煤层自燃   自燃“三带”   采空区   防灭火   数值模拟  

摘要： 山西温家庄煤矿的主采煤层15#煤,存在自燃风险。为确定15#煤采煤工作面自燃带的空间位置,以氧气体积分数作为核心参数,利用束管抽气技术进行采空区自燃“三带”现场实测。为探明采空区内氧气体积分数的分布特性及其动态变化规律,构建了采空区数值模型,通过FLUENT计算流体动力学软件进行分析。据此,进行了自燃“三带”的划分,明确了自燃带的宽度范围,并提出了防灭火策略。研究结果表明,在15#煤掘进工作面的采空区内,散热带延伸至0~51.2m;自燃带范围介于51.2~86.2 m之间;窒息带在86.2 m以外。采用埋管氮气注入技术或支架间插管喷雾阻化系统的措施,可实现高效防灭火控制,从而确保矿井安全。

关键词： CFD   通风系统   风管布置   风量测量   数值模拟  

摘要： 核设施厂房中,由于通风系统风量较大且布局复杂,在测量通风系统的流量时,普遍存在测得流量误差较大的问题。本文通过设计小型排风试验台架与CFD仿真模拟的方式,研究风管构建形式及测点布置对于准确测量流量的影响,并找到优化的通风管道布置形式及流量测量方案。

关键词： 地表径流   重金属   迁移   HYDRUS模型  

摘要： 为探究典型矿区土壤中镉铅随地表径流迁移特征规律,选择湖南省某铅锌金属矿区的土壤为研究对象,以铅锌多金属尾矿渣为污染源,通过室内模拟降雨试验和数值模拟相结合的方式,探究典型金属矿区土壤中镉(Cd)和铅(Pb)的水平迁移规律。结果表明:降雨强度和土壤坡度对土壤侵蚀量和地表径流总量的影响显著,降雨强度的影响(相关系数为0.737)明显高于土壤坡度的影响(相关系数为0.649)。Cd和Pb主要以颗粒态形式迁移。当降雨强度从40 mm/h增加到120 mm/h时,Cd和Pb在地表径流中的迁移量分别增加了142.61μg(增幅354.8%)和22399.75μg(增幅438.1%);当土壤坡度从5°增加到25°时,Cd和Pb的迁移量分别增加了87.60μg(增幅191.9%)和9133.45μg(增幅78.2%)。采用HYDRUS-2D模型对矿区土壤中Cd、Pb的水平迁移进行的模拟分析表明,土壤饱和导水率对模型输出的影响最显著。水平迁移试验结果与实测数据的对比显示,平均决定系数R^(2)为0.63,平均均方根误差RMSE为0.527。研究结果可为矿区土壤重金属污染预测提供参考依据。

关键词： 水电站泄洪   闸墩振动   VOF模型   数值模拟   通气孔风速  

摘要： 针对大花水水电站泄洪中孔闸墩振动问题,采用VOF模型对泄洪过程中的水力特性进行数值模拟,分析不同闸门开度下的水流流态、流速分布、压力变化以及空化数等关键水力参数。研究表明,当闸门处于大开度时,窄缝段水舌下缘与底板接触,导致流态紊乱,从而在闸墩侧、底部位形成较大的不稳定动水作用,引发闸墩振动。提出增设中孔通气孔的措施,数值仿真表明该措施可增加底空腔进气量,稳定挑流水舌形态,有效减小闸墩振动幅度。该研究为解决水电站泄洪中孔闸墩振动问题提供理论依据,对保障泄洪安全和大坝稳定运行具有重要意义。

关键词： 公路桥梁   二次损伤   数值模拟   参数敏感性分析   主余震序列   碰撞效应  

摘要： 为研究主余震作用下桥梁动力响应及碰撞效应的参数敏感性,本文以一座抗震设防烈度为8度的五跨简支混凝土T梁桥为例,通过SAP2000建立有限元模型,分析碰撞刚度、初始间隙对桥梁结构动力响应及碰撞效应的影响。结果表明:对于不同碰撞刚度工况,与主震作用相比,主余震作用下主梁位移、支座位移有增加也有减小,桥墩内力有所增加;对于多数主梁及桥墩,碰撞刚度为1.00k(k为接触单元的初始刚度)时主余震作用的影响最显著;当碰撞刚度增加时,与主震作用相比,主余震作用下碰撞次数及碰撞力有一定增加,对于不同初始间隙工况,初始间隙达到10.0 cm以上时,主余震及主震作用下主梁位移、墩底弯矩和支座位移响应大;当初始间隙减小时,主余震作用下碰撞次数、碰撞力比主震作用下增加明显。按照本文模型进行设计时,建议初始间隙取10.0 cm。

关键词： 物理信息神经网络   悬移质   二维对流扩散方程   数值模拟  

摘要： 为了探索新的预测悬移质泥沙输运过程的数值模拟方法,研究提出一种基于物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network,PINN)的悬移质泥沙输运规律研究方法。通过整合控制泥沙输运的剖面二维对流扩散方程与神经网络数据驱动学习机制,探索悬移质泥沙输运过程中的复杂物理机制。PINN技术将物理模型的先验知识与神经网络的数据处理能力相结合,为悬移质泥沙输运的准确描述和预测提供了一种新的方法。

关键词： 稳定性分析   锚固边坡   极限分析法   数值模拟  

摘要： 针对边坡工程中锚固边坡稳定性分析效率较低以及精确度不足的问题,本文提出基于极限分析法研究锚固边坡三维稳定性的方法。以某边坡工程为工程背景,基于塑性力学极限分析上限原理,构建了锚杆加固边坡的三维破坏模型,推导了考虑锚固效应的功能平衡方程,并结合强度折减技术求解边坡安全系数。与Phase2数值计算结果对比分析,研究结果表明,三维极限分析法计算的安全系数(1.352)与数值计算结果(1.322)相差2.3%,显示三维极限分析法分析锚固边坡稳定性的合理性和准确性,且更真实地反映边坡的三维空间效应,符合工程实践中端部约束对稳定性的影响规律。该方法兼具理论基础与工程适用性,对锚固边坡稳定性分析具有指导意义。