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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： 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。

关键词： 流体力学   数值模拟   波浪   风参数   气液二相流  

摘要： 为研究近岸处风参数的分布特性,基于CFD(computational fluid dynamics)技术,建立了二维几何模型,针对二维风作用在平静水面(初始状态)情况,采用SST k-ω湍流模型以及多相流模型对其风参数的分布特性进行数值模拟,开展了发展距离、水深、来流风速以及水底地形的坡度变化对风参数分布特征的变化特性分析。结果表明:当发展距离在60 m以内时,风速在距离水面较近处大于入口风速,呈现加速现象;当超过60 m后,风速随着位置高度的增加而增加,达到一定高度后,速度大小保持不变;坡度变化对风参数的分布特征无影响;水深对风参数特征有着很强的相关性,水深的增加会导致梯度风高度呈现非线性增加,同时对风速有着较大的影响;入口风速大小对梯度风高度以及风结构形式无影响,但会影响距离入口较近处的加速效果。

关键词： 桥隧共建   复杂地质   数值模拟   监测布置   工程验证  

摘要： 针对桥隧合建工程中围护结构变形及坑底隆起预测难题,文章依托西南某城市复杂地质条件下的桥隧共建项目,基于MidasGTSNX平台构建了三维地质-结构耦合模型,对比分析MC、MCC及HS本构模型的预测效能。研究表明,HS模型综合表现最优;MCC模型对黏土长期变形规律适应性较好,但系统性低估差异沉降;MC模型因忽略土体塑性硬化特性,严重高估隆起值且桩底位移不收敛,仅限初步设计使用。为复杂桥隧工程精细化建模与风险动态管控提供了系统性的解决方案,推动行业技术标准向多源数据融合的智能化方向演进。

关键词： 闽南地区   半岛聚落   风环境   数值模拟   肖厝村  

摘要： 福建泉州作为“海上丝绸之路起点”受到了建筑学界的广泛关注,其滨海聚落在地理区位、空间形态、建筑类型上与一般传统村落存在相似之处而又具有独特的气候适应特征。文章以闽南地区半岛聚落常年大风的背景,选择肖厝港半岛型聚落肖厝村为研究对象,基于CFD数值模拟对比分析的研究方法,结合调研数据资料分析归纳了肖厝村在聚落形态、建筑形制等方面适应夏季风环境的一般性规律与经验措施,以期为闽南地区半岛聚落保护和发展提供依据。

关键词： 割胶装置   外部激励   受迫振动   冲击载荷   非线性  

摘要： 偏摆式橡胶树割胶装置在作业时,受到外部激励的影响而产生受迫振动,导致割胶作业质量降低与机械系统的结构损伤。针对这一问题,通过施加切割阻力及改变转动速度的方法,模拟割胶装置在外部激励作用下的受迫振动情况,并进行传动结构的运动计算,证明切割阻力、转动速度与切割装置的受迫振动关系;结合ANSYS Workbench与ADAMS进行受迫振动的对比分析,探究切割装置的运动特性;根据仿真试验结果,以添加阻尼作为隔振方式,探究降低冲击载荷对传动结构影响的可行性。试验表明,传动结构工作频率只有一阶模态固有频率的2.7%,故结构不会因自激振动而发生损坏;在外部激励作用下,偏心轴的质心振动主要为径向振动,冲击载荷随着切割阻力、转动速度增大而呈现非线性响应。通过采取隔振的方式,传动结构在无负载与有负载两种情况下,仿真试验的振动加速度幅值分别下降30.01%、32.64%,实物试验的振动加速度幅值分别下降31.14%、28.38%。两种试验方式的差值较小,降幅明显且传动结构运动性能趋于平稳。

关键词： 低透气性   坚硬煤层   数值模拟   联合增透技术   冲孔效果  

摘要： 基于焦作某矿煤层呈现高瓦斯含量、低渗透性、硬度高及复合煤层等特点,且矿区不具备开采保护层条件的情况,为提高冲孔效果及瓦斯抽采效果,提出“松动爆破-机械造穴-水力冲孔”联合增透技术;运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对不同的钻孔间距下的裂隙扩展状态进行模拟;对装药密度、装药结构与装药量等爆破参数进行了现场考察;利用PFC2D数值模拟软件对不同造穴钻孔直径下的裂隙发育范围进行模拟;对刀具开闭程度与水压的关系进行了调试。结果表明:在辅助孔的导向作用下,在2孔之间生成贯通裂隙面,且模拟出爆破孔与辅助孔最佳间距为4 m;最佳的装药结构为使用联合增透技术后“改造药仓3卷并排装药”,合理的装药密度为1.02 kg/m;通过PFC2D进行模拟确定合理的扩孔直径为500 mm;现场进行水压与刀臂张开度测试,显示当水压达到6 MPa时,造穴刀臂能完全打开;现场工业性试验实施后,与矿井常规的水力冲孔措施相对比,冲孔速度提高1.21倍;冲孔效率提高1.23倍,钻孔冲煤量提高1.09倍;抽采浓度初始值、60 d值、120 d值分别增加20%、14%、16%。数值模拟与现场工业性试验结果均证明:提出的联合增透技术在低透气性硬煤中能够提高冲孔效果及抽采浓度,为其他低透气性坚硬煤层的瓦斯治理提供了参考。