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关键词： 裂纹扩展   混合断裂相场   数值模拟   多场耦合  

摘要： 本文基于Griffith和Bourdin的断裂理论和能量最小化原理,建立了一种准脆性混合模式断裂相场模型。将拉伸和剪切相场分别进行弹性应变能分解并赋予退化函数,选择瞬态求解器并设置求解参数,通过迭代求解相场方程。通过建立适当的数学模型和物理模型并写入COMSOL的不同模块,建立各模块的耦合关系并采用交错格式求解,分析裂缝扩展过程中的应力场和位移场的变化。采用相场模型模拟了纯拉伸、纯剪切案例,并分析了拉剪裂纹和纯剪裂纹的区别。此外,文章还讨论了网格划分以及长度尺度对结果的影响。裂缝路径和载荷-位移曲线的结果与其他方法计算结果一致,验证了该模型的合理性和可靠性。结果表明:混合型相场模型不仅保留了对纯Ⅰ型破坏的识别能力,且在捕捉真Ⅱ型裂纹滑移特征方面表现出色,与传统仅能识别Ⅰ型裂纹的模型形成鲜明对比。同时,研究发现长度尺度对材料裂纹行为和峰值负荷有着显著影响,小尺度参数对应的裂纹相对较窄,但其峰值载荷更大。此外,所提出的混合型相场模型具有网格不敏感的显著优点,当网格尺寸变化为h_(max)=l/2时(l为长度尺度),裂纹形态仍能保持连续光滑,充分验证了模型对网格的鲁棒性。

关键词： 水利工程   水闸施工   监理  

摘要： 近年来,为缓解能源供需矛盾,我国大力建设水利水电工程,取得了诸多显著成果,对改善能源结构、保护生态环境和降低平均用电成本有重要作用,也标志着我国水利事业迈入全新的发展阶段。水利工程作为推动国民经济可持续发展的重要基础设施,在发电以及防洪灌溉等方面有着十分重要的作用,其中水闸作为水利工程的关键性建筑物。基于此,本文分析当前水利工程监理施工阶段监理管理流程,提出施工阶段监理控制对策,希望对水利水闸工程质量,促进水利事业的发展具有一定的帮助。

关键词： 强非均质超稠油油藏   直井辅助SAGD   数值模拟   平面垂距   选井条件  

摘要： 强非均质性超稠油油藏主体开发技术SAGD部分井组存在蒸汽腔发育不均衡、横向扩展缓慢等问题。直井辅助SAGD技术可明显改善此类问题,目前辅助直井的筛选尚未形成统一标准。以强非均质超稠油典型井区风城油田Z01井区为例,从油层厚度、三类蒸汽腔的平面垂距、直井之间的距离、直井的排列方式、地层倾角5个方面明确了辅助直井的筛选条件,其中在讨论距离时针对蒸汽腔发育的大小给出了详细的距离界限,解决了直井辅助首要的选井问题。研究结果表明,直井筛选条件为油层厚度大于10 m,I、Ⅱ、Ⅲ类蒸汽腔平面垂距为35~45 m、25~40 m、15~35m,直井之间的距离为100 m,排列方式为交错式,优选下倾方向的直井。采用筛选直井辅助后油汽比提高0.02,采收率提高6.0%,对直井辅助SAGD技术具有一定的指导意义。

关键词： 海岸湿地生态修复   数值模拟   MIKE21   潮流   水体交换  

摘要： 选用MIKE 21建立七里海潟湖湿地邻近海域二维潮流数学模型,利用实地测量获取的潮位、流速以及流向等数据,对所构建的潮流数学模型进行校验。经对比发现,模拟数据与实测数据呈现出良好的契合度,在此基础上,进一步运用该模型预估实施海岸湿地生态修复工程后,相关海域潮流潮量以及水体交换状况的改变。分析结果表明:建设海岸湿地生态修复工程后,七里海纳潮面积增大,纳潮量增加了85.14×10^(4)m^(3),增加幅度38.0%;工程建设基本不会影响潮汐通道口门外的潮流流速,潮汐通道内和新开口大桥附近水域的涨、落潮最大流速有一定程度增加,但南部水域最大流速减小,东岸整治区驳岸之间的水道最大流速约0.03m/s~0.06m/s,北岸整治区涨、落潮最大流速不超过0.10m/s(除新开口大桥附近通道最大流速约0.30m/s);工程建设对潮流形态影响甚微,仅局限在工程区及附近范围内,对平均流速的影响主要为七里海、潮汐通道以及潮汐通道口门300m内海域,不会对其他海域产生影响。

关键词： 下击暴流   移动速度   风场特性   风压   数值模拟  

摘要： 下击暴流常呈现风暴的整体移动特点,其风场特征与静止型下击暴流存在显著差异。通过建立移动冲击射流数值模型,以下击暴流水平移动速度为关键变量,对移动型下击暴流非稳态风场特征及其作用下的多层建筑风压特性开展研究。结果表明:射流中心的移动导致风暴中心与射流中心产生偏移,风暴前缘形成弓形极值风速区域,且移动速度越大,偏移距离越大,弓形区域径向宽度越小,当α=0.3时,偏移距离达到0.7 D_(jet),径向宽度减小至1.5 D_(jet);下击暴流在靠近、通过和远离建筑时,建筑表面风压具有明显的时变性;风暴移速的不同导致风场结构出现显著差异,进而对多层建筑表面风压的分布产生影响,不同移速的下击暴流作用下建筑相同位置处风压系数差值最大达到1.304。

关键词： SVEIAR模型   基本再生数   稳定性   数值模拟  

摘要： 根据已知的腮腺炎传播机制,本文运用常微分方程定性与稳定性理论,建立了一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型,得出了模型的基本再生数.给出了平衡点的存在性并得到了当R_(0)≤1时,无病平衡点全局渐近稳定;当R_(0)>1时,无病平衡点不稳定且地方病平衡点全局渐近稳定.选取江苏省腮腺炎患者病例数据,应用模型模拟了腮腺炎未来几年的流行趋势.敏感性分析显示,疫苗接种是影响腮腺炎的非常重要的因素.提高公众对腮腺炎的防范意识、制定有效的疫苗接种策略、加强锻炼能够提升机体素质以及免疫功能,从而预防腮腺炎的发生,进而控制腮腺炎的持续蔓延.

关键词： FLAC 3D   数值模拟   安全性   断层煤柱  

摘要： 为解决煤矿开采中断层防(隔)水煤柱合理留设的难题,以童亭煤矿10111工作面为研究对象,基于工作面水文地质条件,采用瞬变电磁探测和地面水文钻孔探查确定CF8断层为不含、导水断层;依据FLAC 3D软件模拟煤层开采时留设不同宽度防(隔)水煤柱下煤层顶底板应力、位移和塑性区围岩破坏规律,分析采空区围岩破坏和断层破碎带之间的联系,确定CF8断层上盘在至少留设15 m宽防(隔)水煤柱的条件下,采空区和断层之间不会形成新的导水裂隙通道,避免造成突水危害,并具备安全开采条件。

关键词： 隧道   施工通风   阶段设计   污染物扩散   数值模拟  

摘要： 隧道施工通风能够有效排除有害气体和粉尘,保障施工环境安全。以野河山特长公路隧道为例,计算斜井及斜井转正洞多工作面施工需风量,选择适配风机型号,按照斜井与正洞施工进度对隧道施工通风进行分阶段设计。将分离式隧道一段作为通风巷道,采用“巷道+压入式”通风方式缩短风管供风长度。利用FLUENT软件建立多工作面施工通风三维数值模型,深入研究隧道内CO(一氧化碳)扩散规律。研究结果表明:CO以“气团”的形式从掌子面附近向洞口迁移,迁移速度与隧道内通风风速正相关;斜井交差处CO高浓度区随风速比的逐渐变大向右侧(低速区)偏移,且最大浓度逐渐减小;风速比对左洞CO浓度变化无明显影响。

关键词： 数值模拟   合成岩体   顶板岩层垮落   长壁开采  

摘要： 为更好地理解支架、顶板和煤岩层之间的相互作用,以及预测顶板变形和垮落行为,提高长壁工作面的稳定性,从而降低长壁工作面支架的载荷和支撑柱的应力水平。介绍了合成岩体(SRM)数值模拟方法在山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司3106工作面顶板垮落机制和掩护支架载荷模拟中的应用。利用该矿的地质和岩土工程资料,采用基于离散裂隙网络和粘结颗粒模型的二维SRM来模拟煤层和节理顶板岩层。通过将第一次崩落的跨度、崩落高度和顶板上的载荷与现场测量、观察和先前的研究进行比较,验证了数值模型的结果。

关键词： 数值模拟   预报检验   台风云系   微物理结构   模式  

摘要： 为提高人工影响天气模式产品释用技巧,基于探空、S波段双偏振雷达、卫星和地面观测等多源数据资料,以粤西一次典型台风云系为例,对CMA-GD和CPEFS模式模拟降水云系的水平、垂直结构和云微物理结构的效果进行对比检验。结果表明:(1)对台风云系发展演变的模拟,CMA-GD模式相较于CPEFS模式模拟回波强度和回波移人时间与实况偏差较小;(2)对云系宏观参量的模拟,CMA-GD模式模拟广东地区云顶高度和垂直累积液态水含量较实况偏低,CPEFS模式则偏高;(3)对云系垂直结构的模拟,两种模式对零度层的预报比实况偏高200~300m,液态水分布接近实况,过冷水分布高度偏高,CMA-GD模式模拟垂直风向和风速更接近实况;(4)对云系微观结构的模拟,CMA-GD和CPEFS模式对雨水、混合比模拟明显偏小,CMA-GD模式对雪混合比模拟较接近实况,而CPEFS模式模拟云层较深厚,雨水主要来自高层冰晶、雪、霰等冰相粒子的融化和部分云水的相互转化。