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关键词： 变几何涡轮   球面端壁   悬臂式可调导叶   气动性能   间隙泄漏流  

摘要： 当前悬臂式可调导叶已有所应用，为探索悬臂式变几何涡轮的气动特性，利用数值模拟方法着重对比研究了两种变几何涡轮气动性能。将某型等外径涡轮改造为常规变几何涡轮和悬臂式变几何涡轮，采用定常数值模拟对两种变几何涡轮进行气动计算，并分析了可调导叶球面端壁、叶端间隙和安装角变化对变几何涡轮性能的影响。结果表明球面端壁使涡轮流量提高了约1.16%，效率提高了0.0023。相比球面端壁涡轮，悬臂式变几何涡轮流量提高了约1.46%，效率降低了0.0242；常规变几何涡轮流量提高了约0.24%，效率降低了0.0070。可调导叶每打开1°，变几何涡轮流量提高约0.37 kg/s。可调导叶间隙可以提高涡轮流量并一定程度上控制端区径向二次流。悬臂式可调导叶叶根有很大泄漏流损失，叶端调节轴可以控制泄漏流损失。

关键词： 高密度电法   比值法   数值模拟   堤坝检测   有限元-无限元   非结构网格  

摘要： 为提高高密度电法在水库堤坝探测中的精度并消除水库堤坝梯形结构的影响，采用有限元-无限元非结构网格方法，对典型堤坝模型进行了三维正演模拟。通过堤坝几何结构、不同装置及测线位置的数值模拟，分析了堤坝梯形结构对视电阻率的影响规律。结果表明：水库堤坝梯形结构对高密度电法存在显著影响，尤其对堤坝深部的视电阻率影响较大，一般导致深部视电阻率偏高；不同装置均会受到梯形结构的影响，表现出深部视电阻率偏高；测线越靠近坝顶，受梯形影响作用越大。在此基础上，提出了比值法校正方法，消除水库堤坝梯形结构带来的影响。数值模拟结果和实验结果均表明，校正后的正反演结果成功消除了梯形结构引起的深部视电阻率偏高的问题，并且没有类似于梯形结构的分层现象，有效地避免了梯形结构对正反演结果的影响。

关键词： 断层突水   数值模拟   流固耦合   演化规律   渗透系数  

摘要： 为探究采动过程中围岩渗透系数演变及断层导水演化规律，本文采用理论分析手段，基于摩尔库伦准则和最大拉伸准则进行推导，获得了应力、水压影响下的渗透系数突变数学模型，将其引入FLAC3D数值模拟软件，建立了渗透系数动态演化的FLAC3D渗透性突变表征模型。运用数值模拟模型方法，以山东某矿区为背景，对底板断层活化以及最终形成突水的过程进行了模拟，分析了采动过程中断层渗透系数阶段演化及承压水导升规律。结果表明：（1）承压水导升相较于断层活化存在显著滞后效应，且采动停止后，仍持续产生水力劈裂作用；（2）承压水导升速度与埋深和断层初始渗透系数成正相关，埋深越浅，渗透系数变化越小，承压水导升速度越慢,断层初始渗透性越好，水体导升势能损耗越小，承压水导升速度越快。研究成果为存在断层活化及底板滞后突水事故风险的工作面提供了水害防治的参考。

关键词： 位移放大   钢框架   耗能减震   自复位   数值模拟  

摘要： 已有位移型阻尼器的位移放大机构常布置于钢框架的层间，但结构层间位移有限且位移型阻尼器在经历大位移后存在显著的残余变形。为解决上述问题，将位移放大装置和摩擦型自复位阻尼器相结合，提出了位移放大式自复位耗能机构（EDAS），该机构通过跨楼层并外置于结构外立面的形式与钢框架连接。首先介绍了EDAS的基本构造和工作原理，推导了EDAS的位移放大系数计算公式。随后建立了安装EDAS钢框架和传统钢框架子结构的有限元模型，对比了两者的滞回性能，并通过安装EDAS钢框架子结构有限元模型的参数分析，验证了所提位移放大系数计算公式的准确性。结果表明：EDAS可有效放大摩擦型自复位阻尼器的耗能能力，使EDAS兼具高耗能与自复位能力；安装EDAS可显著提升钢框架的耗能与震后残余变形控制能力；参数分析结果表明本文提出的位移放大系数计算公式具有较高的准确性。

关键词： 声波远探测   裸眼老井   数值模拟   磁探测技术   地下定位  

摘要： 枯竭油气藏改建为储气库的过程中，识别并封堵复杂老井是至关重要的步骤。对于含有铁磁性管柱的老井，通常采用磁探测技术进行定位；而对于无铁磁性信标的裸眼老井，地下定位则依赖于欠精确的井史资料，易产生较大误差。声波远探测技术通过分析声波反射特征，可实现对井旁异常地质体的探测与识别，理论上具备对裸眼老井精确定位的能力。此研究采用了空间四阶时间二阶的时域交错网格有限差分法（FDTD）求解弹性波动方程，从声场特征、裸眼井反射成像特征、声波远探测数据处理与定位3个方面系统地分析了该技术在裸眼井探测和地下定位中的可行性。首先，利用空间四阶时间二阶的时域交错网格有限差分法求解弹性波动方程，模拟不同地质条件下声波在井旁传播的行为；随后，基于实际工况下的声波反射特征，结合数值模拟结果，分析了裸眼井反射成像特征；最后，通过对实测数据进行处理，验证了声波远探测技术在实际应用中的探测范围和精度。实验结果表明，声波远探测技术不受外界因素影响，能准确定位地下3 000 m深度的裸眼老井在地层中的空间位置。探测的范围可达4～16 m，定位误差小于±0.5 m，适用于复杂地质条件下的废弃井定位。研究表明，声波远探测技术不仅突破了传统定位方法的局限性，还显著提升了裸眼老井的定位精度，为枯竭油气藏改建天然气储库提供了关键技术支撑。该技术的应用不仅提高了废弃井安全封堵的效率，还降低了地下定位误差引发的风险。后续研究将进一步优化算法，拓展探测范围，提升地下定位精度，以满足更广泛的工程需求。

关键词： 燃煤锅炉   数值模拟   热负荷   过量空气系数   燃尽风率  

摘要： 为更好监控燃煤锅炉受热面温度状况,提升燃煤锅炉的效率和安全性,针对某电厂670 MW超临界机组锅炉,采用数值模拟的方法,分析了各因素对热负荷分布、温度场及速度场的影响。结果表明,在主燃区,随着燃尽风率的增加,温度有所降低;在燃尽区,温度随燃尽风率增加而增加;当燃尽风率提高,大量未完全燃烧的碳在燃尽区域燃烧,热负荷集中区域有增大趋势。另外,过量空气系数也是影响热负荷分布的重要指标,过量空气系数越大,高温火焰越向炉膛中心移动,使得热负荷分布更均匀,从而减少了局部高温区域,降低了炉膛内热应力;但过大的过量空气系数会使得炉膛出口气流速度偏差较大,不利于锅炉安全运行。

关键词： 浅埋引水隧洞   开挖工法   围岩变形   数值模拟   现场监测   加固效果评价   控制措施  

摘要： 在我国南部临海地带，在上覆饱水砂层的强风化岩层开挖浅埋引水隧洞时容易出现涌水涌砂、地表坍塌等事故。为保证隧洞安全快速施工，以某浅埋引水隧洞VI级围岩段治理工程为依托，采用数值模拟和现场监测相结合的方法，研究强风化花岗岩地层隧洞开挖工法及围岩变形控制的最优方法。结果表明：全断面法对控制围岩四周变形效果较差，CD法效果最好，上下台阶法与预留核心土法效果相当，考虑到上下台阶法开挖面更少、造价低、工期短，故将其作为本工程开挖工法。管棚和超前小导管注浆对减小隧洞拱顶沉降效果最为明显，帷幕注浆可以显著减小围岩变形。地表超前帷幕注浆辅以大管棚、超前小导管注浆等组合措施，采用上下台阶法对浅埋引水隧洞VI级围岩段进行施工，可保证隧洞安全快速施工。

关键词： 虚拟流法   浸入式边界法   激波   Descartes网格   可压缩流  

摘要： 以往虚拟流法主要用于处理流体-流体界面。在虚拟流方法的基础上,提出了一种基于虚拟流的浸入边界方法,用于研究强不间断的复杂激波-障碍物相互作用,首先在界面附件构造Riemann问题并采用HLLC(Harten Lax and van Leer contact)方法对其进行求解,达到求解流体与固体相互作用的目的。文中给出了几个测试算例来验证该方法的适用性。首先将该方法用于求解超声速流绕过圆柱体和90°台阶,并与实验结果进行对比验证,然后将激波冲击三棱柱相互作用的结果与文献的实验结果进一步进行了对比,结果表明,在激波传播以及涡度发展和传输方面,文章方法与实验结果有很好的一致性,在激波冲击障碍物初期的波系演化有很好的适用性。

关键词： 高能硝酸酯增塑聚醚推进剂   火焰结构   快速降压   燃烧不稳定性   随机填充  

摘要： 为探讨高能硝酸酯增塑聚醚（NitrateEster Plasticized PolyetherPropellant， NEPE）推进剂在快速降压作用下的微尺度瞬态燃烧特性和火焰结构。本研究通过引入随机分布的颗粒填充结构来表征推进剂的非均质性，并构建一种半全局气相化学反应动力学模型，用以模拟NEPE推进剂的燃烧过程。研究结果表明， 在燃烧初始阶段，火焰结构不断变化，由于颗粒分布和降压之间的相互作用，表现出持续约3.5 ms的显著振荡特征。当减压过程持续19 ms时，压力降至约0.1 MPa，火焰整体呈现预混结构。NEPE推进剂的非均质性和压力变化导致了其表面的不稳定流动过程，从而形成动态的火焰结构。

关键词： 蚓孔扩展   含量比   酸液突破体积比   酸液温度   反应放热  

摘要： 针对深部裂缝型碳酸盐岩酸化蚓孔扩展机理不清的问题，文中基于双尺度连续模型和裂缝离散处理方法，建立了渗流场-化学场-温度场耦合的多矿物成分酸化数学模型。分析了考虑温度效应的裂缝型储层蚓孔扩展机理和酸蚀特征。研究了CaMg(CO3)2与CaCO3初始含量比、酸液温度和反应放热对蚓孔扩展的影响。研究表明：主蚓孔扩展方向主要受周围距离较近的裂缝控制域主导；温度效应导致酸岩反应速率增加，从而H+传质速率减小，进而导致主蚓孔沟通的天然裂缝数量减少；温度效应导致的H+扩散速率增加使酸液更容易向各方向孔隙扩散，蚓孔形态变复杂；酸液突破体积比随CaMg(CO3)2初始含量的增加先减小后增大；CaMg(CO3)2与CaCO3初始含量比为1.5时，对应的酸液突破体积比最小；酸液突破体积比随酸液温度的增加而变大；与不考虑反应放热相比，考虑反应放热的酸液突破体积比更小。研究结果为深部裂缝型碳酸盐岩储层酸化研究奠定基础。