教学课程资源库 更多>>

关键词： 吸气式火灾探测器   数值模拟   吸气管网   分数比   精准定位  

摘要： 针对吸气式火灾探测器在复杂建筑中实现火源精准定位的技术需求,通过理论建模与计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真协同分析,揭示了多吸气孔CO气体质量分数分布与火源位置的映射规律,构建了归一化长度-分数比双参数火源定位模型。基于10 m和20 m管道系统实验平台,定量表征了火源沿管路迁移时CO气体质量分数的衰减特性,发现初始质量分数为0.3的条件下,10 m管道CO气体质量分数从0.0417降至0.0295,20 m管道CO气体质量分数从0.0414降至0.0226。重点解析了分数比、归一化长度等参数的演变机制。结果表明,分数比与火源位置呈显著相关性,且初始质量分数对分数比的影响较小。最后,通过实验验证了基于分数比的火源位置预测方法的合理性,可为吸气式火灾探测器的火源定位提供理论依据和实践指导。

关键词： 深厚黏土地层   盾构施工   支护压力   既有铁路   数值模拟  

摘要： 在深厚黏土地层隧道中,盾构下穿铁路施工时,对土层的扰动会使路基产生不均匀沉降,可能导致上部结构失去正常使用能力。为确保施工过程中铁路群的正常使用,需要对既有铁路进行安全评估。采用有限元软件Midas建立模型模拟盾构施工穿越铁路,分析实际过程中支护压力变化可能会出现的问题,归纳总结地层和铁路的变形规律,并提出合理的施工参数范围。结果表明:当深厚黏土地层盾构下穿铁路,盾构支护压力比为0.6~0.8时,开挖面土体位移方向发生改变;当土体深度<13 m时,土体沉降随着埋深的增加线性增加;当13 m≤土体埋深≤18 m时,土体沉降随着埋深的增加呈幂函数变化趋势;当土体埋深>18 m时,土体临近破坏;在开挖过程中,当开挖面靠近钢轨时,钢轨水平位移值逐渐增大,随着开挖面的远离,其最终恢复到一定数值,钢轨最大水平位移出现在开挖面到达钢轨位置处。

关键词： 综放工作面   截割产尘   喷雾降尘   数值模拟   分布规律  

摘要： 为了提高采煤机喷雾系统性能,实现对综放工作面更加有效的喷雾除尘,根据黄玉川煤矿综放工作面的实际情况,基于数值模拟确定的风流—粉尘场的分布规律,提出相应的除尘方法与喷雾装置,并进行风流—雾滴场的模拟分析以及现场实测验证。结果表明,风流入口风速为1.6 m/s,流经进风巷时,底板风速达到2.5 m/s以上,在移架区呼吸带高度形成稳定的1.8 m/s风流,流经采煤机后,部分风流被挤压至采空区,使得未移架区的风速再度降低为1.4 m/s;截割产尘在采煤机前滚筒处形成起伏的浓度超过600 mg/m^(3)的较稳定粉尘带,部分粉尘在采煤机横向风流的作用下进入液压支架人行道区域,造成人行道区域的污染,之后粉尘在风流的作用下随沿程稳定运移;除尘器喷雾雾滴在正压风流动力作用下进一步产生二次破碎,形成平均粒径为140μm的微粒径雾流,并覆盖在前滚筒下风侧20 m左右,平均浓度为75 g/m^(3),能够实现对前滚筒区域较为有效的封闭。研究可为截割产尘及喷雾降尘研究提供理论依据。

关键词： 摩擦桩   挤密注浆   荷载传递模型   数值模拟   承载力  

摘要： 粉质黏土-粉砂地层桩侧注浆参数设计和桩基加固效果评价是在役桩基加固的关键和难点。针对在役摩擦桩桩侧注浆加固工程,采用桩基模型试验、数值模拟及现场试验,实现粉质黏土-粉砂地层桩基注浆加固。研发桩侧挤密注浆模型装置,将注浆加固体假设为沿桩长方向的圆柱体,采用圆柱形气囊的横向膨胀模拟桩侧挤密注浆加固方式,揭示桩侧挤密注浆提升在役摩擦桩承载力的作用机理。桩基模型试验中,注浆孔与桩侧距离<15 cm、注浆压力?0.50 MPa时桩基注浆加固效果明显。基于相似原理,通过桩基模型试验建立桩侧注浆加固荷载传递模型;并且,在数值分析软件中嵌入荷载传递模型以实现实际工程条件下桩侧注浆加固数值计算。数值模拟结果表明:桩基荷载传递符合指数模型,数值计算承载力与工程静载试验误差小于5%,具有可靠性。进一步分析加固位置和加固长度对桩基承载力的影响规律,结果表明:桩长40%~90%处加固效果最好,加固段长为4 m时承载力提升幅度10.7%~13.7%,实现粉质黏土-粉砂地层桩基承载力分析。随着加固长度的增加,桩基的极限承载力逐渐增加,当加固长度超过16 m(约占桩长的70%)时,能够大幅度提升桩中下部的极限摩阻力。研究结果可为在役桩基桩侧注浆加固提供指导。

关键词： 数值模拟   风力机叶片   粒子群算法   空气压力分布  

摘要： 为探究风力机叶片在流场中的气动性能,以叶片为研究对象,采用有限元方法得到叶片运行状态的参数,通过建立量子粒群算法(QPSO)以及改进量子粒群算法(IQPSO)的流场域和风轮模型,采用数值模拟的方法对风力机叶片进行气动特性分析。通过实验得到了叶片气流速度与空气压力分布,符合流体力学伯努利原理;通过计算得到的模拟功率证明改进算法的风轮气动性能更佳。

关键词： 轴承座铸件   浇注系统   冒口   数值模拟  

摘要： 基于灰铸铁轴承座结构特点对铸造过程的造型材料选择、浇注位置与分型面确定及浇注系统设计等方面进行了系统的对比研究,并利用数值模拟软件模拟了铸造过程的充型速度场、凝固温度场及可能出现缺陷几率,通过进一步完善顶部冒口工艺消除铸件缩孔和气孔缺陷,从而获得最佳铸造工艺方案及参数。

关键词： 空场嗣后充填   柔性支护   降贫方案   数值模拟   塑性区分布   位移演化  

摘要： 针对阿舍勒铜矿大直径深孔空场嗣后充填采矿法中二步骤开采过程中充填体失稳破坏,造成损失贫化的问题,提出了在充填前于侧翼添加矿用柔性网的降贫方案。利用FLAC3D数值模拟方法,对阿舍勒铜矿-50~-100 m“隔一采一”方案进行了数值建模,定量分析每步骤回采的位移、应力和塑性区状态,分析了柔性网单元的受力状态。结论表明:侧翼充填体失稳破坏主要发生在下部、腰部和顶部。与未添加柔性网的方案相比,添加柔性网后X向最大位移量由3.1 mm减小为2.8 mm。X向位移面积明显减小。添加矿用柔性网后,二步骤回采侧翼塑性区体积明显减小,主要发生剪切破坏。本文提出了一种添加矿用柔性网的降贫方案,并利用有限元数值模拟方法验证了方案的合理性,为矿山解决柔性支护、减少片帮和降低损失贫化提供理论依据。

关键词： 探地雷达   水闸病害   时域有限差分方法   瞬时属性  

摘要： 为提高水闸水下结构病害探地雷达数据解释的准确性,建立了包括闸室底板裂缝、空洞及消能防冲设施淤积、冲蚀等病害模型,基于时域有限差分方法进行正演模拟,利用希尔伯特变换对正演模拟结果进行瞬时属性分析,并通过工程实例测试进行现场验证。研究结果表明,消能防冲设施淤积、冲蚀等病害雷达波外部边界与实际冲蚀或淤积边界相似;闸板底部空洞导致振幅显著增强,尤其是空洞区域顶部,电磁波在空洞内部震荡形成多次波,且当空洞填充介质为水时,顶-底反射波发生明显分离;结构裂缝表现为同相轴中断和强烈的反射波形,但多条裂缝之间会互相干扰导致难以判断裂缝走向;探地雷达的瞬时属性能够揭示更精细的结构变化和特征,时域波场特征和瞬时属性特征相结合可以提高对复杂病害情况的识别和解释能力,实例证明水闸病害位置和类型与推测结果基本一致,进一步证明了波场特征与瞬时属性分析对提高水闸水下结构病害探地雷达数据解释的有效性。

关键词： 赣江尾闾   泄水闸启闭机房   型钢悬挑架   施工技术  

摘要： 赣江尾闾主支枢纽泄水闸启闭机房为高空框架结构,工期紧,风险高。现场土建金结交叉作业,作业空间狭窄且设备、管沟较多,施工难度大。通过采用适用于现场复杂情况的型钢悬挑脚手架代替传统落地脚手架的施工技术,有效解决了高空作业困难和作业空间狭窄等突出难题。该技术基于相关规范进行拓展,安全可靠,能够有效解决高空启闭机房土建施工的技术难题,可为类似工程提供参考。

关键词： 矿产地热协同开采   尾矿充填   闭环地热系统   多场耦合   数值模拟  

摘要： 随着矿产资源开采深度不断增加,地温梯度作用下的深部高温环境为高品位地热资源开发利用创造了重要机遇,为探索利用废弃矿山实现闭环地热开采的可行性,采用Biot孔隙热弹性理论框架建立了时变胶结充填体多场耦合模型,并嵌入基于Navier-Stokes方程的非等温管道流模块,提出了新的矿热协同充填开采仿真系统,分析了不同开采方式与地热环境条件下的充填体多物理场响应以及出口水温发展过程,揭示了系统运行过程中的热效率与结构稳定性演化规律。研究结果表明:充填体水化放热是早期核心热源,计算工况下90 d内贡献47.1%能量;地热开采可增强系统稳定性,在充填体、换热流体温度为15℃、围岩温度为35℃条件下,孔隙水压与总应力峰值较无采热工况分别降低40.6%和22.1%,换热流体的冷却作用造成孔隙水的受限收缩并降低充填体水压,提高了系统稳定性。研究成果可为优化深部矿床地热协同开采方案提供理论指导与技术支撑。