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关键词： 防灾减灾   教学应用   FLAC3D数值模拟   AI技术   数字化转型  

摘要： 井工开采过程中，覆岩运动、应力演化及能量释放是影响安全生产的重要矿压与动力现象，但其隐蔽性、复杂性、间接性等特点给防灾减灾专业的教研教学带来一定难度与挑战。传统教学方式受限于条件假设和不可视性，制约了学生对灾害机理的深度理解与应用能力。基于此，该文将FLAC3D（fast lagrangian analysis of continua in 3D）数值模拟技术引入防灾减灾教学体系，阐述FLAC3D在教学中的实用价值，通过两个案例实验演示解释其在教学过程中的可视化、易接受的矿压响应特征、灾害诱因、优化防控措施，并评估教学质量的应用成效，给出优化建议。实践表明FLAC3D数值模拟技术可有效提升学生对矿山岩石力学与矿压响应特征的理解能力，培养灾害预警与防范思维，以及工程决策能力。未来，随着具备强大数据处理和分析能力的AI技术的快速发展，可进一步与FLAC3D数值模拟基础软件深度联合，解析煤矿开采过程中复杂的数据信息，构建基于数据驱动的煤矿安全+教学与战略人才培养新模式。

关键词： 强爆炸   大气传输   数值模拟   大气透过率   热辐射脉冲输运模型  

摘要： 通过建立热辐射脉冲输运模型，结合无量纲化处理与数值模拟方法，量化不同时刻、不同波段及传输距离下的热辐射能量速率与累积能量。重点分析大气透过率与空气密度比对热辐射能量分布的影响，揭示了强爆炸热辐射在空间传输中的规律及其对波长的敏感性。结果表明：时间维度上，热辐射累积能量随时间增加而增长，且增长速率逐渐降低，在火球复燃阶段时可见光波段热辐射累积能量占比略高，在火球冷却阶段则由红外波段占主导。空间维度上，随传输距离增长热辐射能分布规律为海拔越低热辐射能越小，直到一定传输距离后热辐射能空间分布趋于稳定。建立的模型可预测任意爆炸条件下特定位置的热辐射能量分布，为波长敏感材料的防护设计提供理论支撑。

关键词： 地貌演化   养殖取排水沟渠   泥沙冲淤   数值模拟   丁字湾  

摘要： 【目的】充分认识取排水沟渠对海湾水动力及泥沙冲淤的影响，是海湾可持续开发的重要科学依据。【方法】本文基于MIKE 21软件建立了丁字湾二维潮流泥沙数值模型，在良好验证的基础上，对比分析了丁字湾航道内有无取排水沟渠两种方案下的冲淤演变机制。【结果】丁字湾总体呈航道侵蚀、两侧浅滩淤积的状态，在养殖取排水沟渠的作用下，航道和口门处的侵蚀明显增加，年最大冲刷深度增加约为0.08 m，航道两侧浅滩淤积有所加强，年最大淤积高度增加约为0.06 m。由于养殖取排水沟渠的打开，在取排水沟渠口处，如鲁岛附近潟湖口位置、麻姑岛两侧位置则出现了明显的冲刷现象，最大冲刷厚度约1.02 m。【结论】养殖取排水沟渠对丁字湾内部的泥沙冲淤与水动力环境关系密切，在有养殖取排水沟渠的情况下，丁字湾航道内的流速增加明显，断面悬沙浓度和区域泥沙蚀淤皆有明显变化。因此，在开展海湾动力泥沙数值模拟时，应尽量保留养殖取排水沟渠，若需对其概化应首先分析养殖取排水沟渠对海湾动力泥沙的影响程度。

关键词： 初始随机缺陷   阵列超声法   剪力墙   抗震性能   数值模拟  

摘要： 随着建筑结构检测技术的不断进步，现有结构中混凝土不密实、空洞等一些隐伏缺陷逐渐被检测出来。隐伏缺陷常形成于混凝土浇筑期间，由于振捣不密实、粗骨料阻碍或钢筋遮挡所致，具有很高的随机性。本文针对钢筋混凝土结构缺陷检测汇总分析，表征不密实缺陷的随机分布情况，利用ABAQUS与Python，建立含随机缺陷的有限元模型，分析了不同建模方法及不同缺陷率对结构抗震性能的影响，同时对有限元建模方法进行了试验验证。结果表明，在有限元模型中使用随机单元法和随机球体法模拟剪力墙的随机缺陷均能满足计算要求，且随机单元法的计算效率更高。缺陷率对剪力墙抗震性能的影响主要表现在初始刚度退化和承载力降低方面，同时缺陷的存在混凝土开裂与破坏趋势存在较大影响。

关键词： 安全工程   民机火灾   CO烟气   CFD仿真   人员失能  

摘要： 建立了180座窄体客机客舱全尺寸模型，采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法分析了不同空调送风量下，客舱扩大型火灾产生的CO和温度分布规律。基于FED失能模型和高温失能模型，分析了不同位置乘客在CO与高温双重影响下的耐受时间阈值。结果表明，增强客舱通风可使CO蔓延速度降低约50%，且CO的扩散范围显著缩小，第120 s时CO体积分数超过4 500×10-6的区域从25排缩小至12排。提高空调送风量可延长舱内乘客的忍耐极限时间2～50 s。值得注意的是，内流场环境使火灾对后舱的乘客影响更为明显，送风量为15 L时，客舱后部CO体积分数增长速率为客舱前部的1.96倍；随着送风量增加，前后舱室CO体积分数的非对称性加剧；在15 L送风量时，前后舱室CO体积分数增长速率差异是5 L时的2.55倍。在空调系统正常送风的情况下，大多数乘客在火灾中失能的时间仅为60～100 s。若机组成员能够及时调高空调送风量，乘客的可耐受时间可延长2～50 s。此外，客舱前部乘客的失能时间阈值比后部乘客长约30 s。

关键词： 热风回流焊   数字化建模   动网格   传热机理   数值模拟  

摘要： 热风回流焊工艺的数字化建模研究对于获得印制电路板（PCB）组件的温度分布，揭示PCB组件焊接过程中的传热机理，以及推动热风回流焊工艺数字化发展具有重要意义。提出了一种对热风回流焊工艺过程的数字化建模方法，利用动网格方法实现了对PCB组件经由传送带输送过程的模拟，并建立了全工艺的自动化仿真流程。结果表明，热风回流炉主要通过对流传热的方式实现对PCB组件的焊接，在PCB组件上的器件分布密度和位置会影响PCB板的传热效率。通过对焊球、引脚等器件连接结构温度变化的分析发现，球栅阵列封装形式的器件在热风回流焊接过程中更易出现焊接温度不达标的工艺问题。

关键词： CRUD模型   多物理场耦合   有限体积法   数值模拟   传热传质  

摘要： 在压水堆中，一回路冷却剂中锂/钾（Li/K）元素会在燃料包壳表面的沉积物（这些沉积物被称作CRUD）中浓缩，加剧包壳材料锆合金的腐蚀，对燃料寿命及安全性能造成影响，因此，对其开展相关研究具有一定的必要性和紧迫性。本研究采用有限体积法，耦合温度场、压力场以及浓度场建立了Li/K元素在CRUD结构中浓缩过程的数值计算模型（CRUD模型），该模型可根据堆芯的热工、水化学条件设计参数对不同工况下的Li/K元素浓缩情况进行模拟计算。本研究首先通过与前人的计算结果进行对比，验证所建立的CRUD模型的准确性，并基于CRUD模型分析堆芯热工设计参数（冷却剂温度、压力、热流密度等）、一回路冷却剂水化学条件（Li/K浓度）、CRUD形态参数（厚度、孔隙率等）对于Li/K离子浓度分布的影响规律，得到了可用于指导堆芯参数准则设计及燃料包壳材料选材准则设计的规律关系。

关键词： 缝洞型地层   井漏   漏失机理   数值模拟   Fracture-Vuggy Formations   Lost Circulation   Lost Circulation Mechanisms   Numerical Simulation  

摘要： 钻井液漏失仍是危及复杂油气藏安全钻井作业的关键性挑战。该问题在钻遇天然裂缝性储层、压力衰竭地层、弱胶结/破碎性储集层以及多压力体系时尤为显著。为了有效预防和控制缝洞型地层可能要发生的井漏，需要明确钻井液漏失理论和漏失特征。本文通过系统论述井漏数值模拟方法的演进历程，从早期连续介质理论、离散裂缝网络建模，到多场耦合与智能化技术，综述了目前国内外“地质认知深化–计算技术迭代–工程需求牵引”的协同创新机制。通过对比主流方法的适用性与局限性，提出未来需突破地质–工程数据融合、实时动态耦合算法与跨尺度统一理论框架等瓶颈。

关键词： 土工膜   缺陷模拟   渗流特性   溃坝   瞬时模拟   数值模拟  

摘要： 【目的】土工膜缺陷是导致大坝溃决的一个潜在影响因素，然而在有限元计算中如何对土工膜缺陷进行准确的模拟以及土工膜缺陷对于溃坝的影响至今尚未有定论。【方法】为精确土工膜缺陷模拟的方法，利用有限元计算软件对土工膜缺陷的不同模拟方式以及因土工膜缺陷诱发的溃坝效应进行了探究，分别开展了土工膜完好、土工膜真实缺陷和土工膜等效缺陷三种工况的渗流、稳定性态以及不同溃口深度下的溃坝效应的模拟计算工作。【结果】研究表明：土工膜缺陷的产生会显著抬升坝体浸润线，降低下游坡安全系数，10cm的土工膜缺陷需将其渗透系数扩大108倍进行等效模拟。此外，较大面积的土工膜缺陷会诱发大坝溃口的形成，而不同的大坝溃口深度对下游的危害程度不同。溃口深度分别为9m、15m和21.5m时，水流大概到达距离坝脚300m、300m和350m处，此三种溃口深度下对应的溃坝水流压力最大值分别可达297.8 kPa、315.3 kPa和351.38 kPa，溃坝水流速度最大值分别可达 21.3m/s、20.7m/s和20.3m/s，溃口处流量分别为2.628×103m3/s，6.24×103m3/s和 12.04×103m3/s。【结论】修订后的土工膜缺陷模拟等效渗透系数能更加准确的代表土工膜真实缺陷情况；此外，土工膜缺陷存在情况下的溃口深度对溃坝动力特征的研究结果，可加强施工过程中对土工膜保护的重视。