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关键词： 超临界水   石油   反应动力学   原位改质   数值模拟  

摘要： 为探究超临界水注采中稠油原位转化的反应机制，通过反应釜实验探究了380 ～ 420℃时稠油在超临界水中改质产物的变化规律，结果表明，改质后减压渣油显著减少，各轻质组分含量增加；提高反应温度及延长反应时间能深化改质效果，也使结焦加剧。基于实验结果，建立6集总反应动力学模型，发现反应温度对反应平衡方向具有显著影响，380℃时轻质组分以及气体主要由减压渣油裂解产生，在更高温度下，减压瓦斯油与常压瓦斯油趋于向更轻质组分转化。结合动力学模型，通过油藏数值模拟研究了超临界水驱油的实际开采效果，结果表明400℃以上时超临界水驱油效率较高，升温能提高采出油中轻质组分含量，但受流体传热传质影响，原位改质效果有一定限制。

关键词： 盾构隧道   桩基础   侧下穿   桩周土体预注浆   二次深孔注浆   数值模拟   方案优化  

摘要： 以成都市轨道交通17号线二期工程起点至阳公桥站地铁隧道盾构区间近距离侧下穿铁路桥梁桩基为工程背景,采用数值模拟方法,分析桩周土体预注浆加固在不同位置、不同范围下的加固效果,结合隧道周围土体二次深孔注浆加固,对比单一加固方案和综合加固方案下的加固效果,从而确定最优加固方案,并应用于实际工程。结果表明,相比于单一注浆加固方案,桩周土体预注浆结合二次深孔注浆加固方案效果更好;单独采用一种注浆加固措施时,桩周土体预注浆加固效果优于隧道周围土体二次深孔注浆加固;桩周土体预注浆加固的优选方案为:对所有基桩桩周土体从承台底部向下加固全桩长至桩端底部以下2 m,平面范围与承台边缘齐平。

关键词： 塔里木盆地   数值模拟   应力场   燕山期   喜山期  

摘要： 构造应力场研究在盆地演化、裂缝发育及断层封闭性分析中具有重要意义。近年来,盆地周缘大地构造演化与原型盆地研究取得了重要进展,地震和钻井数据为盆地建模及古应力场恢复提供了关键证据,从而为探讨盆地内部构造特征及其演化历史提供了应力场方面的支持。本文基于弹性力学有限元数值模拟方法,对塔里木盆地中生代晚期–新生代(即燕山期与喜山期)的构造应力场进行模拟分析,以恢复这两个时期的区域应力场特征。结果表明,塔里木盆地燕山期应力场主要受拉萨地块拼贴的远程效应影响,其东南缘表现出显著的左旋压扭作用,水平张应力主要集中于库车坳陷与塔中北部地区,差应力高值区偏向东北部。喜山期由于帕米尔构造结向北推挤,塔西南缘的压扭作用显著增强,最大主压应力方向与一级控盆断裂走向呈垂直或大角度相交,与塔里木盆地内新生代主要断裂体系的发育及几何展布特征相呼应。塔里木盆地这两期构造应力场的差异反映了中–新生代时期盆地南北两侧挤压作用与东西两侧旋扭应力作用边界条件的不同,表明盆地内部应力场的演化与周缘大地构造作用密切相关。

关键词： 岩石力学   数值模拟   围压   双孔爆破   裂纹扩展  

摘要： 围压是影响岩石爆破破碎效果的重要因素之一。采用有限元方法，对不同围压(Pi= 0 MPa，5 MPa，10 MPa，20 MPa和30 MPa)下砂岩进行了单双孔爆破裂纹扩展的数值模拟。首先，单孔爆破的内外部作用模拟结果重现了粉碎区和裂隙区，后者包含径向裂纹和环向裂纹；从裂纹扩展长度和速度可知，裂纹经历了起裂、扩展、止裂、二次起裂和二次止裂等行为。接着，详细分析了双孔爆破作用下裂纹扩展与贯穿过程，明确了裂纹扩展与应力波相互作用机制，并初步探讨了裂纹贯穿前后裂尖应力场变化。最后，不同围压下双孔爆破模拟结果表明，当Pi= 5-10 MPa时，围压并不影响裂纹贯穿，只影响裂纹扩展；而当Pi= 20-30 MPa时，围压影响裂纹扩展和贯穿。

关键词： 水利工程   高拱坝   数字孪生   微震损伤   数据驱动   动态反馈校正  

摘要： 为验证微震监测与数字孪生在高拱坝安全监测中的结合效果，本研究旨在开发一套基于微震损伤数据的动态数字孪生方法。首先，构建了以数据驱动为核心的高拱坝微震损伤数字孪生系统框架。然后，提出了孪生模型构建与网格自适应重构方法；基于微震的“时–空–强”关键参数建立微震事件模型，并通过插值算法与顶点着色技术实现模型渲染；引入考虑累积微震损伤的岩体劣化模型动态调整力学参数，并建立了基于微震位置与能量的参数动态反馈校正机制。最后，研发了集成开发引擎、数值软件与数据库的数字孪生动态模拟方法，并基于大岗山高拱坝工程案例进行了孪生模拟试验：模拟库水位从1120 m升至1128 m过程，对比分析拱坝高应力集中区与同期实际微震活动。结果表明，坝踵、上游坝面940～1030 m高程区、下游坝面979～1081 m高程的左右两翼及拱冠区、下游拱端及坝趾等应力集中区域，与微震事件的实际分布高度吻合（平均吻合率92%，单日最高达100%）。这有效验证了所提出的微震数据驱动孪生模拟方法的准确性，为高拱坝的数字化建设与安全监控提供了新的技术途径。

关键词： 数值模拟   隔爆材料   多孔材料   聚能射流   药型罩  

摘要： 多射流聚能破甲战斗部作为近年热门的毁伤弹药，具有比传统单射流聚能破甲战斗部更好的毁伤效果，但常规的组合式多药型罩战斗部结构常因射流径向弥散导致侵彻性能受限。研究旨在揭示填充介质对多射流成型的调控机理，突破射流稳定性与速度的协同优化难题。基于LS-DYNA平台构建多材料耦合模型，对比空气、均质金属（铝、铜）和多孔材料（泡沫铝、铜、聚氨酯）对射流性能的影响。研究表明：均质金属填充使射流头部速度较空气填充提升3.8%-5%（铝8735m/s，铜8830m/s），发散角降低24%-39%（铝25°，铜20°），但高密度材料导致射流颈缩提前断裂；多孔材料虽使速度较均质金属填充衰减5%-8.1%，但其动态压缩特性显著抑制径向弥散，泡沫铝、铜、聚氨酯发散角分别降至7°、8°和0.5°。研究发现填充介质孔隙率在射流成型过程中的双阈值效应：高孔隙率时孔隙坍塌耗能降低发散角，低孔隙率则因致密骨架引发二次冲击波增大扰动。研究揭示了填充介质材料-密度梯度-孔隙结构的协同调控规律，建立“爆轰能量传递-介质响应-射流性能”多参数关联模型，提出多孔介质填充新方法及功能梯度设计临界参数，为优化战斗部结构提供理论依据。

关键词： 超高强度钢   冲压成形   摩擦磨损   摩擦模型   数值模拟   U形弯曲  

摘要： 针对传统摩擦模型在预测超高强度钢成形过程数值模拟精度较低问题，本文基于自主研发的超高强度钢冲压摩擦试验机，研究了滑动速度和法向载荷对CP780超高强度钢摩擦行为的影响，建立了滑动速度与法向载荷相关的超高强度钢冲压成形动态摩擦系数模型，通过U形弯曲试验与仿真模拟相结合验证了模型的有效性。研究结果表明：CP780板料摩擦系数其随着滑动速度的增大而增大，随着载荷的增大而减小；在低载低速条件下，CP780板料的磨损机制主要为犁削效应；在高速高载条件下，其磨损机制主要为犁削效应和部分黏着效应。U形弯曲试验的回弹测试值与数值模拟结果比较表明，动态摩擦模型预测的回弹角α误差为1.509%，回弹角β的误差为0.348%；而传统恒定摩擦系数的回弹角α的误差最高达到了12.483%，回弹角β的误差最高达到了4.994%，证明了本文建立的动态摩擦模型在回弹角度预测方面更为精准，能够大大提高成形件数值模拟的精度。

关键词： Euler-Euler双流体   气液两相流   壁面流动   流场分析  

摘要： 壁面流动一直以来是流体力学、计算流体力学和海洋工程类学科研究的热点话题，对于各类海洋结构物而言，还要考虑由于气体和液体之间的相互作用而形成的复杂气液两相流流动。该文针对气液混合流的壁面流动特性开展数值模拟研究，基于Euler-Euler双流体模型求解水气混杂的壁面流动情况。从壁面完全发展的湍流位置注入气体形成两相流，分析不同起气含量下的壁面湍流发展情况以及由于气相的加入对原始湍流流动和发展的影响。结果发现，两相流对于壁面湍流有一定的抑制效果，该效果与喷气位置和气含量相关。

关键词： 赣江尾闾   数值模拟   多级分汊河道   多目标优化   水动力   鄱阳湖  

摘要： 【目的】针对赣江尾闾河段因水动力分配不均导致的航运受阻、生态退化等衍生问题，拟通过定量分析南昌水利枢纽蓄水运行后的分流比优化方案，改善尾闾河段水动力分配不均问题。【方法】基于水动力数值模拟方法，构建了赣江尾闾河段二维水动力模型。模拟1983—2018年四种历史分流比工况下枢纽蓄水至外洲站水位15.5m时的水动力响应特征，分析各分支河道流速变化规律；结合尾闾河段航运、生态流量要求、流速需求与各支过流能力，明确水量分配多目标约束条件；采用最大化最小流速法（Max-Min准则）进行分流比优化。【结果】研究表明：在枢纽蓄水后，在外洲流量小于等于2000m3/s，外洲与下游各支闸前的水位落差在0.5m以内，且流量越低落差越小；优化后的分流比方案在外洲流量500m3/s时，较四种历史分流比方案将各支流速下限提高了18.9%以上；1000m3/s时将流速下限提升了12.3%以上；2000m3/s时将各支流速下限提升了15.4%以上，控制在0.16～0.19m/s避免了其他分流比方案产生的流速极端差异；4000m3/s时降低了流速的上限，使得各支流速在0.46m/s以下，较其他分流比缓解了高流速对河床的冲刷。【结论】通过南昌枢纽的流量调控，可以有效改善各支水动力的不均匀特性，在各支流水动力满足基本的生态、航运需求的基础上提升了流速下限，控制了流速上限，解决了支流季节性断流问题，为多目标协同的水资源调度提供决策依据。

关键词： 磨片   铸造   数值模拟   工艺优化  

摘要： 为提高企业造纸制浆磨片的生产效率及降低生产成本，本研究在单浇工艺的基础上提出叠浇工艺，通过Solidworks建模软件与Anycasting铸造仿真软件对单浇与叠浇磨片的成型和凝固过程进行了仿真模拟，并利用现代仪器分析技术，在模拟和实验2方面对比与优化铸造磨片。结果表明，叠浇与单浇工艺在铸造模拟过程中均能使磨片平稳地充型、凝固，且叠浇工艺的应用将会降低覆膜砂与钢水的使用成本，提高生产效率。2种磨片在保持基体组织均匀的同时，叠浇磨片析出了更多片状或条状的M7C3型碳化物，以及少量环状氧化物类、氧化铝类及硫化物类夹杂物，会对磨片性能产生一定影响，导致其齿尖到齿根的硬度平均值为32.75 HRC，而单浇磨片的硬度平均值为44.95 HRC。