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关键词： 结构工程   抗震性能   数值模拟   新型全装配框-剪结构   摩擦耗能   极限承载力  

摘要： 地震作用往往对建筑结构引起严重破坏，为了探索出更优良抗震性能的结构，课题组研究制作了新型装配式螺栓U型钢剪力墙结构，在低周往复加载下发现其抗震相关性能的变化规律相较于现浇结构较为优良，本文在该新型装配式剪力墙的基础上研究出一种新型全装配框-剪结构，能够实现中小地震作用下等同现浇，大震时大量消耗地震能量的功能。具体通过ABAQUS软件建立了新型全装配框-剪结构有限元模型，混凝土本构模型采用损伤塑性模型，钢筋和钢板采用弹塑性本构模型，螺栓采用双折线本构模型，结构中混凝土与钢板构件之间施加绑定约束，涉及螺栓、钢板等可转动部件通过施加表面接触和施加螺栓预紧力的方式来提供足够的摩擦力，接着对结构底部施加自由度约束条件后进行了低周往复抗震性能分析，分析了不同轴压比、螺栓预紧力变化下该新型全装配框-剪结构抗震性能的变化规律。结果表明：所设计的新型全装配框-剪结构能够满足规范极限承载力的需求，耗能效果良好；各水平连接装置均未在结构达到极限承载力之前破坏。剪力墙和柱顶的轴压比越大，结构承载力越高，且当结构转动到限位后，滞回曲线捏缩明显，等效粘滞阻尼系数明显降低。同一水平位移作用下，结构的耗能能力与所施加的螺栓预紧力呈线性关系。

关键词： 小型会议室   热舒适性   CO_(2)浓度   数值模拟  

摘要： 普通房间的气流组织和热舒适性在常规设计中时常被忽视,但近年来室内热环境和空气品质分析越发受到重视。本研究利用计算流体力学的方法,通过Airpak软件模拟了福建省福州市某小型会议室空调季和过渡季的室内热环境和空气品质,分析了初步设计和优化后室内空气的温度、流速、预计平均热感觉(PMV)、预计不满意百分率(PPD)和二氧化碳(CO_(2))浓度情况。结果表明:初步设计送风口位置不合理,人员吹风感强烈,通过增加风口数量、调整风口位置等措施可有效优化气流组织,提高室内热环境舒适性;过渡季在室外风速较高的情况下,较小的外窗开启度也可满足室内舒适健康的环境要求。

关键词： 棒束通道   低雷诺数   过热蒸汽   数值模拟   对流换热模型  

摘要： 由于现有经验关联式及相关研究成果缺乏可靠的棒束通道内低雷诺数过热蒸汽流动与传热预测关联式，通过以棒束通道内低雷诺数（Rein=1937.90～9471.24）过热蒸汽为研究对象，采用数值模拟方法，基于大涡模拟（LES）湍流模型，探究入口蒸汽速度、过热度、初始壁面温度、出口蒸汽压力以及栅径比对棒束通道内低雷诺数过热蒸汽对流换热特性的影响，进而对现有的经验关联式进行修正。数值模拟结果表明：入口蒸汽速度、过热度、初始壁面温度、出口蒸汽压力以及栅径比相关影响因素的增大均会使对流换热系数增大；随着入口蒸汽速度、出口蒸汽压力以及栅径比的增大，努塞尔数增大；随着入口蒸汽过热度以及初始壁面温度的升高，努塞尔数减小。修正后的Dittus-Boelter经验关联式误差在10%以内，为指导工程实际应用以及保证压水堆堆芯安全提供了依据。

关键词： Ⅳ型储氢瓶   聚合物   渗透   动力学   数值模拟  

摘要： 氢渗透是Ⅳ型储氢瓶安全服役的重要挑战，往往会加重聚合物内胆的损伤以及氢气的渗漏。针对Ⅳ型储氢瓶聚合物内胆氢渗透性能优化需求，以聚酰胺6（PA6）为研究对象，通过分子模拟，系统揭示了温度、压力、热氧老化及氧化石墨烯共聚改性对PA6氢渗透机制的影响规律。结果表明：温度升高（263K-353 K）使PA6氢渗透系数增大38.44%-162.90%，这是因为温度对扩散系数的增大作用占主导；压力升高（30MPa-60 MPa）通过减小自由体积（占主导作用），增大分子无规则速度，导致扩散系数出现下降的趋势，但一定的压力后，对分子无规则速度的增大作用占主导，扩散系数出现上升的趋势。热氧老化导致PA6主链断裂及极性基团生成，导致扩散系数最高增大125.5%，渗透系数最高增大114.09%。氧化石墨烯共聚改性通过延长氢分子扩散路径与降低自由体积，使扩散系数最高降低39.43%。

关键词： 数字化分布钢纤维   水泥基复合材料   数值模拟   抗弯性能   增强机理  

摘要： 为提升钢纤维对水泥基复合材料构件受力性能的增强效果，本文构建了以提升承载力为目标的钢纤维数字化分布设计方法，使钢纤维取向与构件主拉应力方向一致，并根据不同空间单元钢纤维体积分数对承载力的灵敏度权重，逐步将一定体积分数的钢纤维精准投放至构件受力不同的空间单元，建立钢纤维分布与构件承载力之间的定量关系，从而获得构件中钢纤维的数字化分布信息。应用该方法确定桁架式简支梁中钢纤维的数字化分布信息，并通过数值模拟与随机乱向和定向分布钢纤维构件对比，分析数字化分布钢纤维对桁架式简支梁抗弯性能及钢纤维受力特征的影响。结果表明，在相同平均纤维体积分数下，数字化分布钢纤维桁架式简支梁的抗弯性能显著优于随机乱向和定向分布构件，其钢纤维吸收的能量更高，裂缝处钢纤维的数量增加，且纤维承受的拉应力增大，揭示了数字化分布钢纤维的增强机理。

关键词： 微通道散热器   狭缝射流   均温性   散热性能   强化传热   数值模拟  

摘要： 优化微通道肋片结构，提高散热器的散热性、均温性并改善流场均匀性.利用可实现的k-ε湍流模型，比较并讨论封闭通道与4组非封闭不同肋高通道的冷却性能，通过实验验证模型准确性.研究结果表明：采用非封闭结构能够有效改善流场均匀性，使流场速度分布均匀；当通道由封闭式向肋高逐渐降低的非封闭式转变时，存在肋高最优值，使散热器的均温性能和散热性能达到最优.在相同条件下，5组模型中肋高为1.8 mm的微通道散热器的散热性能和均温性能最佳，与封闭式通道相比，平均温度降低了4.22%，最大温差降低了7.4%；与肋高为1.2 mm的非封闭式通道相比，平均温度降低了14.95%，最大温差降低了15.43%.

关键词： 半球形装药   薄片形装药   能量汇聚   数值模拟  

摘要： 为了研究不同形状装药在爆炸初期火球的形成、传播和演化过程，本文对半球形和薄片形两种不同形状的装药进行了实验和数值模拟研究。结果表明，多物质ALE算法能够较为准确地模拟近场爆炸冲击波。半球形装药产生的冲击波在各个方向上传播速度相等，表现出均匀性；而薄片形装药（长径比小于0.1）在薄面侧的飞散速度和最大超压明显大于侧面，表现出明显的能量汇集现象。对于17g的薄片形装药，当厚度为2.2 mm、直径为84 mm（长径比0.026）时，爆炸能量汇集作用最为显著。