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关键词： 微射流   动力学特性   空泡   数值模拟  

摘要： 微射流产生于空泡溃灭前期,随着空泡的收缩,其上部会蓄积能量,变得扁平,这时候微射流出现,随着压力的继续变化,受压面继续凹陷直至微射流击穿空泡而溃灭。实验主要对微射流的产生以及速度场、温度场和压力场在空泡溃灭不同时期的大小进行模拟研究。研究表明:空泡距离壁面越远,产生微射流的时间越短,最大微射流速度和压强也随之越大;空泡的大小的变化对微射流影响也很大,空泡半径越小,微射流产生的时间以及最大速度会变慢且变小;当环境压力逐渐增大时,最大微射流速度以及溃灭压力均会呈现出大幅度的增长趋势。特别值得注意的是,在γ=2.0的情况下,溃灭压力的增量近乎达到了1倍之多,这种变化是极为显著的。

关键词： 空气动力学   前翼   整车外流场   数值模拟   操纵稳定性   丝线法实验  

摘要： 针对大学生电动方程式赛车(FSEC)改善空气动力学性能和提高赛车操纵稳定性问题,进行了空气套件前翼的优化研究。设计了非多截面前翼、保压条前翼、无保压条前翼三种方案,分别使用CATIA软件进行三维建模,在ANSYSFluent软件中设计仿真工况,对每种方案进行整车外流场气动特性数值模拟和对比分析,确定了保压条前翼方案最优。通过在实车上进行丝线法实验验证了仿真模型的有效性。研究结果表明:保压条前翼与整车匹配设计方案提高了FSEC赛车的空气动力学性能和操纵稳定性。

关键词： 掘进工作面   数值模拟   支护   围岩变形  

摘要： 以马道头2405辅运顺槽掘进工作面为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件对掘巷阶段、工作面回采阶段的不围岩支护方案进行了模拟分析,通过对比不同支护参数下巷道围岩变形程度、兼顾经济适用性等原则,综合确定了最优支护方案,该技术方案能够充分发挥组合支护的应用效果,在一定程度上确保矿井工作面的安全生产。

关键词： 阶段开采   阶段空场嗣后充填采矿法   数值模拟   稳定性分析  

摘要： 为分析某铁矿阶段开采的采场稳定性,根据矿山生产情况,利用FLAC3D针对-230阶段、-290阶段和-350阶段的5个矿块进行开采全过程模拟。结果表明:矿房开采与矿柱开采两种工序对于压应力值的影响较大,充填工序对围岩压应力变化值影响较小。上下盘围岩的压应力受到矿块开采的影响而增大,单个矿块增加幅度分别在1.0 MPa~2.5 MPa之间与0.2 MPa~2.3MPa之间。上盘位移最大出现在-350阶段,下盘位移最大出现在-230阶段。开采-230阶段矿块1时,采场稳定性最好,-290阶段的稳定性低于-230阶段,-350阶段开采整体较稳定。通过对阶段采场的各工序模拟,获得了采场应力场分布、位移场和塑性区变化,可为矿山安全生产提供理论支持。

关键词： 盾构隧道   管片上浮   浆液时效性   数值模拟  

摘要： 为系统分析浆液时效性对隧道管片上浮的影响规律,采用FLAC~(3D)数值软件建立考虑浆液凝固时效性、管片环间摩擦的数值模型,与现场实测数据进行对比分析,共同揭示隧道掘进过程中管片上浮的动态演化规律及其影响机制。数值模拟结果与现场实测数据对比表明,模型能够准确反映管片上浮量在盾尾后10 m附近达到最大值并逐渐稳定的特征,其变化曲线可分为快速增长段、平缓增长段和稳定段。参数分析和敏感性分析表明平均注浆压力对累计上浮量影响最为显著,当平均注浆压力由0.3 MPa增至0.6 MPa时上浮量增加42%,敏感性系数最高;深径比由1.0增大至4.0可使上浮量降低35%,敏感性系数次之;而等代层体积模量由1.8 MPa增大至3.6 MPa可使上浮量提升仅减少11%,敏感性系数较低。研究成果为隧道施工中管片上浮的精细化预测与控制提供了数据支撑。

关键词： 复杂工况   基坑开挖   Rhino软件   FLAC3D   建模方法  

摘要： 在分析基坑开挖引起邻近结构物沉降、变形等方面的研究中,FLAC3D是一种重要的数值模拟方法,但其存在前处理建模难以建立复杂的数值模型的问题。因此为了弥补FLAC3D软件前处理的局限性,本文根据基坑开挖流程,采用Rhino软件进行建模,然后使用Griddle插件进行网格划分的方法,生成可以导入FLAC3D软件中的网格文件。依托徐州地铁四号线南三环车站主体基坑开挖工程,通过AutoCAD、Rhino、Griddle、FLAC3D等软件的使用,快速地建立了包含基坑支护结构、邻近既有运营地铁车站主体、围岩等复杂工况下的FLAC3D数值计算模型,为快速建立复杂工况下的数值模型提供了建模经验。

关键词： 钢包底吹氩   数值模拟   滑板吹氩  

摘要： 通过系统的数值模拟试验,研究了单吹气孔配置下吹氩孔位置及流量对钢液流场的影响,双孔吹氩配置下双孔夹角位置对钢液流场的综合影响,以及创新性地引入滑板吹氩方式下不同双孔夹角位置对钢液流场的独特影响规律。结果表明,吹氩孔位置显著影响钢液流场中的死区比例和卷渣风险,最佳位置需根据具体工艺目标权衡选择。随着吹氩流量的增加死区比例先降低后增加,流量600 L/min时混合效果最佳,但需注意控制流量以避免卷渣。双孔吹氩配置下,透气砖间夹角为135°时能在降低死区比例和提高混匀效果方面取得良好平衡。滑板吹氩技术有效解决了引流砂污染问题,透气砖间夹角90°时混合效率高且卷渣风险低。

关键词： 卸荷槽   扭矩轴   采煤机   数值模拟   模态分析  

摘要： 为了研究扭矩轴破断条件及参数化设计方法,利用数值模拟软件ANSYS Workbench对扭矩轴进行参数化设计,分析了扭矩轴在截割电机以最大转矩运行下是否能够及时断开。同时对扭矩轴进行超载工况分析和模态分析,给出在振动影响下的结构变形特征,同时给出超载工况下的扭矩轴扭断的最佳结构和参数,为采煤机扭矩轴的设计提供参考。

关键词： 固体火箭发动机   可渗透喷管   高度补偿   开孔位置   数值模拟  

摘要： 为解决传统喷管在非设计状态会产生严重的推力损失,导致推力效率降低这一问题,基于新型高度补偿喷管——可渗透喷管,分别设计不同开孔位置的可渗透喷管,并进行数值模拟,研究开孔位置对其高度补偿性能的影响。数值模拟结果表明,在低空时,喷管外壁面空气通过可渗透段进入喷管,提高喷管内壁面压强,从而实现高度补偿效果,前端开孔的喷管在4.77 km高度时,比冲相对传统喷管提高了26.8%。在高空时,喷管内燃气通过可渗透段流出,造成出口动量及推力损失。不同开孔位置的可渗透喷管均有一定的高度补偿能力,其中,最优开孔位置的喷管相对传统喷管的平均高度比冲提高了2.66%。

关键词： 高陡斜坡   重复采动   数值模拟   破坏机理  

摘要： 煤层的重复采动控制高陡斜坡的变形破坏特征,直接影响高陡斜坡的整体稳定性。为了深入研究高陡斜坡在煤层重复采动作用下对斜坡的变形影响,以贵州水城县攀枝花煤矿为工程背景,根据现场调查,结合无人机照片及工程地质手段,运用FLAC软件对煤层重复采动诱发高陡斜坡发生的变形过程进行研究。结果表明:受到地形地貌和煤层重复采动的影响,斜坡出现局部崩塌,变形破坏模式为:斜坡沉陷-拉裂阶段→斜坡裂缝贯通-崩塌阶段;斜坡在煤层重复采动影响下,采空区顶部岩体向下发生弯曲变形,逐步形成裂缝带,最终发生塌落,采空区顶部随着岩体塌落逐渐卸荷,顶板竖向应力逐渐减小,在塌落的两端出现卸荷拱,且向两端延伸出去,出现应力集中现象;煤层开采层数增加,高陡斜坡的整体稳定状态由稳定发展到欠稳定状态。可见煤层的重复采动对高陡斜坡的稳定性有较大影响。