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关键词： 乘波体   数值模拟   参数化研究   全局寻优  

摘要： 乘波体在高马赫数工况下，由于其乘波特性阻止了激波泄露，可以提供相比于传统升力体更好的气动性能。针对乘波体几何生成过程复杂的问题，基于参数化方法开发了面向锥导乘波体的批量化生成方法，建立了Ma=14°、10°激波角下参数空间锥导乘波体几何及气动数据库，并定义评价函数实现了参数空间内锥导乘波体的全局遍历寻优，探究了不同控制参数对锥导乘波体性能指标的影响程度，并在工况Ma=10、14、18Ma，0°-15°攻角下开展了CFD计算。结果表明，优化算例具备良好的长细比、容积率和升阻比特性。通过定性分析乘波体参数对几何和气动特性的影响趋势，为锥导乘波体设计提供参考。

关键词： 冷凝回流   相间传质   数值模拟   堆芯冷却   不凝性气体  

摘要： 为对含不凝性气体的蒸汽凝结换热特性进行更准确的数值模拟，基于COPAIN实验，对2种典型的冷凝相间传质模型（Dehbi冷凝模型和扩散平衡模型）进行分析。将数值模拟结果与实验数据对比分析发现，2个模型都可捕捉到冷凝壁面局部热流密度随流动方向的演化趋势。Dehbi冷凝模型的计算结果中94%的数据点与实验值的偏差在20%以内，扩散平衡模型有95%以上的数据点偏差在15%以内，后者误差较小精度更高。在实际工程计算中，建议采取基于扩散平衡模型的模拟方法。

关键词： 特厚煤层   数值模拟   采场应力   覆岩变形及破坏   横三区演化  

摘要： 特厚煤层综放开采高强度扰动易引发覆岩应力剧烈变化与裂隙发育,导致顶板水害、冲击地压等灾害风险.针对招贤煤矿 2302 综放工作面覆岩应力及裂隙发育问题,本研究采用现场调研、数值模拟等方法对特厚综放工作面采场应力,覆岩变形及破坏进行分析,系统探讨特厚煤层综放工作面回采期间面长影响下的采场覆岩变形及应力演化规律.研究结果表明:2302 工作面开采后,工作面前后实体煤岩体内部应力集中,采空区呈"拱形"形态,伴有应力降低区域;回采初期面长对顶板变形量无明显影响,一次见方后采场顶板变形开始呈现增长趋势,当面长大于 250 m后,采场顶板变形量增速快速增加;采场塑性区发育高度受面长影响,面长小于 250 m时,塑性区发育高度不波及含水巨厚中砾岩层,大于 250 m后开始影响含水巨厚中砾岩层,直至塑性区发育至地表;采场的煤壁支承应力影响区和离层区的影响范围均随着工作面长度递增,当工作面长度超过250 m时,煤壁支承应力影响区和离层区的影响范围快速增大.研究揭示了面长对特厚综放面覆岩稳定性的临界影响规律,对控制导水裂隙带发育高度、预防顶板突水与冲击地压灾害,以及优化特厚煤层综放工作面安全开采参数具有重要指导意义.

关键词： 战斗部   聚能装药   数值模拟   隔板  

摘要： 为提高某典型聚能射流战斗部的侵彻性能，提出一种基于隔板结构参数优化的性能提升方法。基于TrueGrid与LS-DYNA构建三维有限元模型。利用正交设计法对隔板形状、厚度及罩顶药高进行多因素优化，结合仿真和试验结果，得到侵彻综合性能最优的隔板参数。研究表明，通过增加隔板，同时减少12.81%的装药量，可使射流头部提升28.06%，侵彻性能提升26.62%；经正交优化，得到3组侵彻性能良好的隔板参数，不同参数组合的侵彻深度差异最高达17.72%；钢筋混凝土靶板侵彻试验中，所有优化结构都实现完全贯穿并最大形成0.38CD的背面孔径。隔板形状、厚度与罩顶药高的多参数协同作用显著提高了射流速度与侵彻稳定性，其中锥体–半球组合形状隔板在0.3CD厚度与0.167CD罩顶药高的结构参数综合性能最优，为聚能战斗部工程化设计提供了量化依据。

关键词： CPR1000   蒸汽发生器   沸腾相变   CFD计算   多功率水平  

摘要： 蒸汽发生器管、壳侧流场的换热过程及壳侧流场相变仿真是核电性能与安全研究中的重要内容。为了探究不同功率水平下蒸汽发生器热工分布规律，本研究基于欧拉两流体模型和RPI沸腾模型，对100%、75%和50%功率水平的蒸汽发生器流场进行数值模拟，得到管、壳侧流场随功率水平变化的规律，局部横流速度在不同功率水平的分布情况。本研究为蒸汽发生器多工况运行特性研究及优化工程设计提供数据支撑和科学依据。

关键词： DPM-TO-VOF(DTV)   液滴撞击   液坑液柱演变   液面波动  

摘要： 稳压器的雾化和喷淋对核动力设备的安全运行有着十分重要的作用。研究喷淋液滴撞击稳压器自由液面的过程可以从单个液滴撞击液面入手，揭示其基本规律和现象，从而为稳压器喷淋中液滴连续撞击液面的研究提供理论基础。基于Fluent的DPM-to-VOF（DTV）方法进行了数值模拟和分析。通过流体体积分数方法（VOF）验证了DTV方法的准确性，系统研究了不同直径和不同初速度液滴对液坑和液柱主要尺寸的影响规律，并详细揭示了液面波动的演变过程，对液膜波动细节进行了精确捕捉。研究表明，增大液滴直径或增加液滴速度会加剧液面的干扰，导致液坑尺寸增大、液柱高度增加，可能产生一次液滴和二次液滴；同时，对不同工况下的流动分布情况进行了综合分析，发现在大韦伯数（We）和小弗劳德数（Fr）区域，液面干扰较为显著，定量分析了液坑长度（HK/d0）、液坑深度（LK/d0）和液柱高度（HZ/d0）随W e和Fr的变化规律，为理解和优化稳压器喷淋过程提供了重要的理论基础。

关键词： 埋地管道   掺氢天然气   泄漏扩散   数值模拟  

摘要： 通过数值仿真方法，针对不同输送压力和掺氢比的掺氢天然气管道小孔泄漏扩散过程进行了系统研究。重点分析了不同工况下甲烷和氢气的分布特性，并对泄漏后的各观测点进行了深入分析。结果表明：在管道输送压力不变的情况下，随着掺氢比上升，在监测点的甲烷体积分数减小，氢气体积分数升高，氢气体积分数与掺氢比成正相关关系；高掺氢比会导致整体泄漏范围更大，危险系数更高；管道输送压力越大，泄漏口上方监测点甲烷和氢气体积分数上升越快，同时会导致掺氢天然气整体扩散范围增大。

关键词： 水工混凝土   初始缺陷   三维细观模拟   损伤塑性模型   断裂性能  

摘要： 裂缝对混凝土坝的安全运行和效益发挥具有显著影响。为深入研究筑坝材料水工混凝土在拉伸作用下的断裂机理与开裂特性，本文构建了由骨料、砂浆、界面过渡区（ITZ）及初始缺陷组成的四相三维细观模型，并采用损伤塑性本构与线弹性本构分别模拟砂浆、ITZ与骨料。通过单轴拉伸数值模拟与试验结果对比，验证了模型的有效性。结果表明：在普通强度水工混凝土中适当考虑1%～2%的初始缺陷率能使模拟结果与实测值更为吻合；随着初始缺陷率增大，抗拉强度显著下降，裂缝更易集中于试件中部，造成明显的强度弱化与能量耗散。ITZ厚度在小范围变化时对抗拉强度影响有限，但若忽略ITZ，模型对破坏形态与力学响应的模拟偏差显著增大。骨料含量的增加会进一步削弱抗拉强度，并明显影响裂缝扩展形态。本研究不仅系统评估了初始缺陷率、ITZ厚度和骨料含量对水工混凝土拉伸及断裂吸能的影响规律，也为更好地理解水工混凝土细观损伤演化机理、预防结构开裂及提升大坝安全性提供了重要参考。

关键词： 自激振荡脉冲射流   非均相流体   混合   空化   数值模拟  

摘要： 自激振荡脉冲射流器因结构简单、可产生无源振荡空化，且易于实现工程化应用而备受关注。但是，目前该射流器的研究对象以均相水介质体系为主，对于多相介质流动与混合特性的研究匮乏，这限制了其在强化液-液非均相介质混合过程中的应用。以油为连续相，水为分散相，采用数值模拟结合实验研究的方法，模拟了油-水非均相介质在射流器内的混合过程及分散相液(水)滴直径分布。结果表明，油-水非均相介质在射流器内能够产生脉冲空化射流及大小周期性变化的空化泡；谐振腔出/入口附近流体受湍流惯性力作用最强，混合效果最好；相较于蓄能状态，释能状态下谐振腔室内非均相流体受黏性剪切力作用更强，更有利于油-水两相间混合；湍流惯性力与黏性剪切力共同作用，促进了分散相液(水)滴破碎，强化了油-水非均相介质间的混合过程；射流器的混合作用可获得液(水)滴尺寸分布窄的分散相。

关键词： 侧向进水   水力特性   数值模拟   物理模型试验  

摘要： 【目的】为解决天津某大偏角侧向进水泵站复杂水力问题，采用数值模拟与物理模型耦合方法，开展上下游流态协同建模与验证研究。【方法】基于1:50正态物理模型与CFD数值模型，系统分析了竖井贯流泵装置在不同水位工况下的流态特性。【结果】上游引水渠流态平顺但存在右岸偏流特征，进水池底部流速0.59～0.65 m/s且伴随弱逆时针回流；下游出水池流态对称稳定，箱涵末端流速达1.0～1.68 m/s，受河心岛影响形成显著流速梯度。水位波动分析揭示泵组启动后呈现两阶段下降特性，最高水位时吸水口最大波谷降幅达89 cm。数值模拟与物理模型试验在整体流态、流速分布上具有良好一致性，但在前池回流模拟及水位响应时间上存在差异。【结论】本工程通过数值模拟与物理模型试验的协同验证方法，系统揭示了大偏角侧向进水泵站上下游流态演变规律及水位波动响应特性，可为类似复杂水力条件下泵站流态优化设计与运行参数提供参考依据。