教学课程资源库 更多>>

关键词： 铁矿尾砂   充填料浆   流动性   溜槽排放   数值模拟   流动液面特征  

摘要： 针对铁矿尾砂充填料浆流动性调控与堆积形态优化问题，采用流动性试验、溜槽排放试验与Fluent数值模拟等手段，系统研究了质量浓度及灰砂比对料浆流动特性的影响。结果表明：与灰砂比相比，质量浓度对塌落度和扩展度的影响更为显著，所建多元非线性回归模型的塌落度预测平均误差0.89%、扩展度2.41%。室内溜槽试验发现，随着浓度从68%提高至72%，最大沉积坡角由1.3°提高至11.6°。开展了不同浓度料浆流动液面特征和不同流动时间料浆流动液面变化规律的数值模拟，数值模拟结果表明：灰砂比为1:4时，浓度每升高1%，60s时迅速减小区的流动距离减小约87.4 mm，堆积高度增加22%～31%，72%浓度料浆的沉积坡角为68%浓度料浆的1.715倍；针对72%浓度料浆，流动时间从12 s延长至60 s时，沉积坡角降低幅度由75.27%渐降至9.30%，且料浆液面以稳定降低区（占比>90%）为主。研究成果为充填料浆配比优化及高效充填提供了量化依据。

关键词： 岩质边坡   离散裂隙网络   失稳机制   数值模拟  

摘要： 本文以泸定县大渡河某高陡岩质边坡为研究对象，针对离散裂隙网络控制下的边坡失稳机制开展系统性研究。结合研究区域复杂的地质构造及密集发育的裂隙网络特征，基于现场勘探平洞揭示的工程地质条件，采用三维地质模型构建与离散裂隙网络（DFN）模型简化相结合的方法，通过 3DEC 数值模拟程序还原裂隙切割岩体的真实结构特征，系统分析裂隙网络切割深度、裂隙面力学参数及裂隙切割数量对边坡稳定性的影响机制。研究结果表明：（1）裂隙切割深度对边坡位移场扩展具有显著影响，当切割深度达56～66 m时，坡面最大位移可达20 cm，且位移集中区与张拉塑性区重叠，存在局部滑坡风险。越靠近裂隙切割区域中心坡面位移越大，坡面位移整体呈现中间大两段小的Ω形分布；（2）DFN裂隙力学参数对边坡稳定性敏感性强，黏聚力与内摩擦角折减系数每增加0.1，坡面位移呈线性增长趋势，塑性区扩展速率呈指数递增趋势，揭示了强度参数劣化引发“局部裂隙面剪切破坏→相邻块体应力集中→损伤区协同扩展”的链式反应；（3）裂隙切割数量显著改变边坡力学响应，离散裂隙网络较无裂隙或仅优势结构面模型更能反映真实位移场与塑性区分布，其复杂岩体结构可导致位移量级提升约2倍，且塑性区呈零星扩展特征。研究进一步揭示了边坡失稳存在双重控制机制，即宏观层面受控于界面剪切滑移，微观层面受裂隙网络张拉破坏主导。本文研究为高陡裂隙岩质边坡稳定性评价及灾害防控提供了理论依据与工程实践参考。

关键词： 复杂地质条件   深埋地下泵房   三维地质结构模型   突涌水   数值模拟  

摘要： 复杂地质条件下深埋地下泵房施工可能面临突涌水灾害，影响工程安全和稳定性。本研究结合钻孔数据和基础地质资料，建立了大尺度高精度三维地质结构模型，在此基础上构建了非均质、各向异性三维渗流模型，针对施工期地下泵房突涌水开展了数值模拟计算。通过多工况对比分析发现，不同施工阶段及结构部位的涌水量预测值与现场实测数据具有良好吻合性（误差率<8%），验证了渗流-应力耦合模型的可靠性。在此基础上，进一步探讨了帷幕灌浆防渗措施对涌水量的影响，结果显示最优方案下可减少涌水量87.9%。研究成果为深埋地下泵房的设计优化及施工管理提供了理论支撑与量化分析工具。

摘要： 小型水库建设中,土石坝施工质量好坏直接关联到工程整体安全与效益发挥情况,自然环境改变、技术操作失误等,都有可能变成影响施工质量的风险因素,甚至引发安全隐患。合理的施工管理能给土石坝建造给予有力支撑,通过优化技术应用、规范施工步骤、提升过程管控力度,达成工程质量、造价、工期三者协调统一,本文按照实际经验,从小型水库土石坝施工与管理的可操作性方面,从技术管理价值、管理体系搭建、操作策略改良等方面入手,探寻其可行路径。 。

关键词： 数值模拟   推力矢量喷流效应   类五代战斗机构型   气动特性  

摘要： 航空发动机主要通过试验手段开展矢量推力研究，仅得到了宏观特性影响，对于流动结构变化规律分析较少。基于国产NNW-FSI V1.0软件平台，采用类五代战斗机构型标模，进行全机带矢量喷流一体化数值模拟，研究航空发动机推力矢量喷流特性对全机气动特性的影响规律。首先进行网格收敛性及与试验结果的一致性研究；然后针对有/无喷流条件对该标模进行流动模拟，并分别从气动特性曲线、表面流态、压力系数云图三个方面进行分析，研究喷管偏转、攻角变化以及喷流效应对该战斗机构型气动特性的影响规律。结果表明：网格收敛性且与试验结果一致性较好，喷管偏转对升力特性影响明显，与试验结果规律性吻合较好，喷流效应会随着攻角增大而增大。

关键词： 极端干旱   干缩裂缝   黏土防渗体   渗流安全   预警指标  

摘要： 针对常规土石坝渗流安全预警方法依赖渗流监测数据导致在极端干旱环境下难以开展的问题，视干缩裂缝的发展程度为警兆，进一步考虑指标信息的易获取性，提出以裂缝宽度作为渗流预警指标，实现对后续渗流性态的安全预警。通过压实黏土样试验分析了干缩裂缝扩展特性，基于干旱环境中黏土内部收缩应力分析了黏土防渗体干缩裂缝扩展过程，提出了干缩裂缝深度、宽度计算模型，依据受旱过程土体基质吸力分布建立裂缝深度与宽度关系，实现以干缩裂缝宽度反演裂缝深度，提出以干缩裂缝宽度为指标的旱后渗流安全预警值。以2014年遭受极端干旱的白龟山水库为例，计算发现当上游黏土铺盖裂缝宽度3.00 cm时对应裂缝深度为3.8 m，尚未达到土体极限裂缝深度6.2 m，以铺盖层临界渗透坡降为依据，进一步提出了裂缝宽度0.52 cm作为正常蓄水位时铺盖出现渗透破坏的预警指标。研究成果可为遭受极端干旱影响的土石坝安全运行与管理提供支撑。

关键词： 垂直环空   气液两相流   OpenFOAM   数值模拟  

摘要： 为深入探究垂直环空内气液两相流动规律，本文通过集成Tomiyama曳力与升力模型、碰撞聚并模型以及DBM-to-VOF转换算法，在OpenFOAM框架下开发了DBM-VOF多尺度耦合求解器，并通过系列典型算例验证了其准确性与有效性。基于该求解器，对垂直环空内气液两相流进行数值模拟，识别了泡状流、弹帽流、段塞流和搅拌流四种典型流型，并构建了气液两相流型图。研究结果表明：泡状流含气率曲线波动平缓，其PDF曲线呈狭窄陡峭的单峰结构；弹帽流含气率曲线波动较大，PDF曲线为单峰结构且在较高含气率区域形成宽尾；段塞流含气率曲线呈周期性剧烈波动，PDF曲线为双峰结构；搅拌流含气率曲线呈现周期性大振幅波动，其均值显著高于其他流型，PDF曲线在高含气率位置呈现单峰，并在低含气率区域形成宽尾。所建立的流型图与前人实验结果基本吻合，但在一定表观液速下，本文流型图中段塞流向搅拌流转换所需的表观气速更低。本研究为垂直环空内气液两相流动的机理研究提供新的数值工具，并为相关工程应用中的流型预测与优化提供理论支持。

关键词： 舰艇   水下爆炸   六方程模型   可压缩多相流   黎曼求解器  

摘要： 研究舰艇附近水下爆炸问题对船体结构设计、爆炸冲击损害预测及人员安全保障至关重要。为此，提出改进扩散界面法中的六方程可压多相流模型以解决冲击波条件下热力学状态预测偏差，并为相关抗冲击机理研究与数值方法优化提供支撑。通过引入混合能量校正方程及更精确的气体状态方程改进模型，在非结构网格系统构建数值算法程序，采用基于最小二乘重建和Barth-Jespersen限制器的二阶MUSCL-Hancock格式、两相流HLLC黎曼求解器求解齐次双曲型方程，以Newton-Raphson迭代法求解瞬时压力松弛方程。研究结果表明：混合能量方程校正后，模型模拟流体冲击波速度和界面的结果与欧拉方程精确解高度吻合，解决界面附近数值振荡问题；相较于实验数据，改进型模型相对误差1.13%，准确度提升0.33%，且通过拟合冲击Hugoniot曲线获得更精确的SG-EOS 参数，同时可清晰呈现水下爆炸的冲击波传播、气泡胀缩及坍塌水射流现象，但在气泡界面清晰度、射流精细度上存在缺陷，主要受数值格式极端梯度下耗散特性限制。综上，改进型六方程可压多相流模型有效提升了舰艇附近水下爆炸模拟准确性，为深入研究舰艇抗冲击机理提供重要支撑，也为后续相关数值方法的优化奠定了坚实基础。

关键词： 土石坝   粗差检测   缺失填补   预测模型   预警指标   安全评价  

摘要： 安全监测是确保土石坝长效运维的重要手段。聚焦土石坝安全监测数据治理技术、预测预警方法与安全评价体系三大环节，综述了国内外研究进展与关键技术瓶颈。数据治理方面，评述了粗差检测与缺失填补技术研究现状，对比分析了统计学及机器学习算法的优势与局限性。预测预警方面，总结了单一预测模型向组合模型的优化路径，探讨了动态权重分配策略对预测精度的提升作用，指出现有预警指标构建中存在的力学机理关联性薄弱问题。安全评价体系构建方面，从监测资料解析、多方法融合评价等层面剖析了现有技术的系统性缺陷与标准化缺失困境。未来土石坝安全监测研究需深化多学科交叉融合，充分发挥人工智能与数字孪生技术的应用潜力，通过技术创新与标准化建设协同推进土石坝监测数据处置与评价技术发展。

关键词： 大坝位移预测   双向门控循环网络   贝叶斯优化算法   滞后特征  

摘要： 土石坝位移预测是大坝安全监测的核心内容之一。传统方法如统计模型和机器学习模型虽有一定效果，但存在参数优化效率低、时序特征提取不足等问题。近年来，贝叶斯优化算法（Bayesian Optimization，BO）因其全局搜索能力强、适应高维参数空间的特点，在工程预测领域得到广泛应用。双向门控循环单元（Bidirectional Gated Recurrent Unit，BiGRU）能够同时捕捉时间序列的前后依赖关系，较传统门控制循环单元GRU更适合复杂时间序列建模。针对土石坝位移监测时间序列数据具有的非线性和非平稳性等特征，本文提出一种融合贝叶斯优化与BiGRU的土石坝位移预测模型（BO-BiGRU），通过贝叶斯优化自动调整BiGRU模型超参数，结合实测位移数据实现高精度预测。结果表明，与BO-GRU、GRU、BO-SVM、SVM及逐步回归模型（SRA）相比，BO-BiGRU模型的RMSE和MAE分别降低了18.9%、23.2%、33.9%、39.4%、48.7%和19.6%、23.9%、31.1%、41.1%、49.9%，且R2均值达到0.98。此外，与其他预测方法相比，BO-BiGRU模型在预测准确性和稳定性方面表现更优，能够有效刻画土石坝变形的长期变化趋势及其受水位波动影响的动态特征，为土石坝位移预测提供了新方法。