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关键词： 熵产理论   立式混流泵   数值模拟   湍流熵产   壁面熵产  

摘要： 为研究立式混流泵在运行过程中过流部件能量损失机理,以某泵站机组为研究对象,采用SST k-ω湍流模型结合熵产理论方法,对设计叶片角度下混流泵5种流量工况进行定常数值模拟,深入探讨泵内部能量损失机理。研究结果表明:混流泵水力性能数值模拟结果与模型试验结论基本一致,误差在10%以内。进口域、转轮域熵产与水泵流量存在正相关,随流量的增大熵产增加。然而在设计流量附近整体、导叶域及出口域熵产值最小。其中,转轮域能量损失分为湍流熵产和壁面熵产,主要能量损失来源于叶片表面流动分离及动静干涉现象。导叶区域湍流熵产占比较大,产生原因为水流入流角与导叶安放角不匹配导致产生涡结构进而引发熵产增加。

关键词： 非对称建筑布局   数值模拟   风洞实验   污染物扩散  

摘要： 通过风洞实验验证的数值模型,研究9种非对称建筑布局下的污染物的扩散特性,结果表明:升阶峡谷内的通风能力会大于平阶和降阶峡谷内的,且在两侧建筑高度分别为2 H和3 H时的街谷内污染物平均浓度最小,约为相同建筑高度降阶峡谷NEV值的6.5倍,通风效果最佳。而对于降阶峡谷,随着降阶程度增大,更多的污染物被从峡谷中清除,当两侧建筑高度分别为3 H和H时NEV值约比下降了1阶的降阶峡谷增大了35%~48%,污染物稀释效果最好,表明通过调整街道峡谷两侧建筑物高度为2 H和3 H可以显著提升街谷的通风效率,进而有效改善城市地区的空气质量。

关键词： 河道   水闸地基   渗流稳定性   处理  

摘要： 针对河道水闸项目展开了地基处理方案及渗流稳定性分析。通过对水闸工程的工程概况、研究方法与分析、结果等进行深入研究和分析,揭示了水闸结构的渗漏特性和稳定性。通过SEEP/W程序和Geo-Studio2018的应用,采取了稳态分析等方法,对水闸基础的渗漏情况进行了详细分析。同时,采用统计分析和实地观测结果进行了验证,确保了模型的准确性和可靠性。结果显示,河道水闸在正常使用情况下不会受到渗漏的威胁,但在极端洪水事件中需要采取措施确保结构的安全。

关键词： 软岩隧洞   变形特征   支护体系   数值模拟  

摘要： 探究软岩隧洞变形特征,优化结构支护体系,对提升隧洞的安全性和稳定性至关重要。依托某软岩隧洞开挖工程,采用数值模拟方法,建立软岩隧洞数值分析模型,对软岩隧洞受力变形及钢拱架间距、锚杆长度对软岩隧洞受力变形的影响开展研究。结果表明,随着隧洞埋深的增大,围岩竖向位移及初支应力均呈增大趋势,在隧洞埋深为360m时,最大初支压应力接近C20混凝土加钢支撑的轴心抗压强度;随着锚杆长度的增大和钢拱架间距的减小,支护结构刚度不断增大,综合考虑结构稳定及材料的有效利用,建议锚杆长度为5m,钢拱架间距为0.8m。

关键词： 高铁桥梁   钢箱系杆拱桥   顶推施工   数值模拟  

摘要： 以高速铁路钢箱系杆拱桥施工为例,介绍了上跨既有线路的顶推施工工艺。相较于常规顶推施工方法,本项目顶推过程吊索未张拉,采用临时撑杆维系顶推过程的稳定性及承载力。顶推就位后落梁再张拉吊索,可保证良好成桥线型及结构内力。采用有限元数值仿真分析对该工艺进行模拟,结果表明该方案施工内力较小,施工方案可行。

关键词： 双钢板-混凝土组合板   能量法   屈曲系数   拉结件间距   数值模拟  

摘要： 针对设置拉结件的钢板在弹性基底上的局部稳定问题,首先,根据能量变分原理建立了在轴向压力作用下,考虑弹性基底和拉结件拉力的钢板局部屈曲非线性特征方程及其伽辽金表达式;其次,通过Matlab进行牛顿迭代得到了钢板的屈曲应力和变形模态;再次,经过对所得变形曲面的分析,得出了钢板在不同拉结件布置方法下的3种典型屈曲模态;最后,引入板件有效宽度法则,通过瑞利-里兹法推导出了不同模态下组合板的局部失稳临界荷载计算公式,进而得到了组合板在轴向受压状态下纵、横两个方向拉结件最大间距的限制要求。结果表明:当拉结件设置达到4排后非加载边的边界条件对钢板屈曲荷载的影响可以忽略;在拉结件排列密度相同的情况下,当拉结件纵、横向间距之比β为0.6~1.2时,交错排列下的钢板屈曲应力达到最大值,此时板件实际的屈曲系数约为5.8,拉结件正交排列时板件的屈曲系数最大值大致相同,此时其纵、横向间距之比β约为0.6。

关键词： 泄水建筑物   消能建筑物   泄洪闸   方案比选  

摘要： 考虑到昌波水电站坝址区地形地质、工程施工、库区及枢纽建筑物安全运行等条件,对昌波水电站泄水及消能建筑物布置进行了研究和比选,最终确定该工程泄水建筑物采用“5孔泄洪闸+1孔生态流量兼泄洪闸”,消能方式采用底流消能,并采用“消力池+尾坎”的组合方式以获得较好消能效果。

关键词： 数值模拟   鸟撞   航空发动机叶片   TC4钛合金  

摘要： 风扇叶片作为航空发动机遭遇鸟撞后的首要响应部件,其应力变化导致的动态损伤会直接影响飞机的飞行安全。根据“斑头雁”外形的结构特点建立了近真实鸟体三维模型,针对飞机在起飞-爬升、进近-着陆两个最易发生鸟撞事故阶段的飞行工况,进行了不同撞击速度、不同风扇叶片转速以及不同鸟体撞击姿态对叶片动态损伤影响规律的研究。研究结果表明:当航空发动机转速和鸟体撞击叶片的相对速度增大时,风扇叶片的轴向损伤变形程度呈现出单调增加趋势;随着风扇叶片转速的增加,鸟撞后叶片的应力峰值呈V字形趋势,在航空发动机叶片转速为2 005 r/min时,应力峰值最小;当鸟体以不同姿态与风扇叶片碰撞的初始时刻接触面积增大时,叶片受到的应力大小和损伤程度也逐步增大,当鸟体呈现90°撞击姿态时,叶片在轴向上的损伤变形达到60.887 mm。研究结果对航空发动机风扇叶片抗鸟撞设计具有一定参考价值。

关键词： 重力坝   地震动输入模型   非一致波动输入模型   复杂波场效应   地基辐射阻尼效应  

摘要： 地震动输入模型是重力坝地震响应分析的基础。首先,从理论上阐明4类地震动输入模型表达运动场特征的差异;随后,以随机波场方法构建场址波场和运动场,实现地震动输入模型的基准统一;最后,通过不同输入模型得到重力坝地震响应,并阐明地基辐射阻尼效应和复杂波场效应的影响。研究显示,与传统输入模型相比,非一致波动输入模型可准确模拟地面运动的非一致特征。不同输入模型得到的重力坝地震响应规律相似,但数值差异较大。在坝踵第一主应力峰值方面,地基辐射阻尼效应引起响应的显著减小,变幅范围为-68.2%~-14.8%;复杂波场效应多数情况下引起响应的增加,变幅范围为-8.7%~53.0%。研究对揭示复杂波场效应的影响,推动重力坝地震响应分析理论的发展具有意义。

关键词： 城市内涝   雨水口堵塞   人工处置   数值模拟   机理模型  

摘要： 为解决雨水口堵塞情况及人为清淤过程不断发生变化给城市带来的洪涝灾害问题,构建一个可以考虑雨水口堵塞与人工处置措施的动态排水模型,以福州市新权南路易涝区为例,分析不同降雨及不同堵塞程度CR情景下的积水风险。结果表明:随着降雨量级的增大,雨水口堵塞对区域排水性能的影响逐渐减小,从P=1a到P=50a雨水口堵塞导致的积水体积增加量分别为87.87%、61.30%、53.06%、43.67%、37.61%;随着CR的增加,积水的增加量呈现出“S”型曲线变化趋势,堵塞对排水系统性能的影响先平缓增加,后迅速增加,最后趋于稳定;通过滚动内涝预测可以确定人工处置的最晚响应时间,及时清理雨水口可以有效抑制积水的增长及减少淹没时间。在完全堵塞情况下,人工清理滞后1h和2h分别使淹没时间增加了20min和55min。建立的动态排水模型能够准确评估雨水口堵塞对区域排水系统性能的影响,为雨水口堵塞情况下的内涝预测及应急处置提供解决思路。