教学课程资源库 更多>>

关键词： 数值模拟   砌体墙房屋   模态分析   时程分析  

摘要： 砌体墙房屋常见于年代较为久远的变电站内,因使用需求往往会在墙身设置不同大小的墙洞,针对不同开洞形式和开洞面积对站内老旧砌体墙房屋抗震性能的影响问题,以老旧变电站内常见的平屋顶砌体墙房屋为研究对象,根据其不同开洞形式建立有限元分析模型。通过对4种常见开洞形式平屋顶砌体墙房屋的静力分析、模态分析及时程分析,探讨其在静力荷载作用及地震荷载作用下的受力变形特点。分析结果表明:纵横墙连接处墙角为结构的脆弱部位。在静力作用下,当窗洞面积小于所在墙体面积20%时,窗洞形状和面积的变化对结构最大位移及最大应力影响较小。纵向地震作用下结构位移响应大于横向地震作用下的结构位移响应。

关键词： 土石坝   管涌   渗流场   温度场   模拟分析  

摘要： 管涌作为一种土石坝典型破坏形式，其演化过程中与渗流、温度息息相关。基于饱和-非饱和稳定渗流理论、VG模型及Lu模型，构建了土石坝管涌演化的数值模拟框架并与现有管涌演化模型对比并验证可行性。在此基础上，模拟了管涌演化过程中的渗压分布与饱和度变化，揭示了渗流场的演化特征。此外，温度场模拟表明，温度变化与管涌通道长度演化趋势相似，呈先缓慢增加后加速上升，最终在管涌通道贯通时发生突变。研究成果揭示了渗流场和温度场在土石坝管涌演化中的耦合效应，为管涌灾害的监测与预警提供了科学依据。

关键词： 螺旋波等离子体   TG-H波耦合   本征模式   功率沉积  

摘要： 螺旋波等离子体凭借其高电离率、高密度等优势,在半导体制造与电推进领域具有重要应用价值.针对现有研究难以解析实验中多波耦合模式下功率沉积机制这一科学难题,本研究基于HELIC数值模拟,系统探究Trivelpiece-Gould（TG）波与Helicon（H）波的本征模式竞争规律及其在低、高阶波耦合模式下的功率沉积特性.通过构建参数化径向密度剖面模型（梯度参数s=2.1～3.4,峰化参数t=1.8～2.5）,并结合自洽求解Maxwell-Boltzmann耦合方程组的数值方法,实现了多波模式跳变过程的动态重构.结果表明:在低阶波模式(W1, ne=2.0×1012cm-3)下, TG波通过径向电场局域化机制贡献61.8%的边界电子加热效率,而H波中心区功率沉积占比仅38.2%;当激发高阶本征模(W2-W4, ne=4.0×1012～1.1×1013cm-3)时, TG波边缘阻尼效应导致其功率占比骤降至16.5%,此时H波通过轴向驻波共振实现中心区83.5%的功率沉积主导,并诱导等离子体密度分布从边缘峰化（s=2.1）向中心聚集（s=3.4）的模态转变.研究结果为精确调控螺旋波等离子体参数分布及模式选择提供了重要理论支撑,对优化半导体刻蚀均匀性和电推进器比冲性能具有直接指导意义.

关键词： 大型水利工程   施工进度   风险评估   数值模拟  

摘要： 本研究旨在探讨大型水利工程施工进度风险的综合评估方法,借助对施工环境、项目管理和资源配置及外部政策法规等多种风险因素进行分析,选用适当的风险评估模型,并结合数值模拟方法进行具体应用。研究采用了案例分析方法,借助评估某大型水利项目的进度风险,提出了基于多因素的综合评估模型和风险识别方法。结果表明,综合评估方法可准确识别风险因素并降低施工进度延误的概率,为项目管理提供了科学依据。

关键词： 装配式钢结构住宅   围护体系   热桥效应   数值模拟   构造优化  

摘要： 装配式钢结构房屋围护系统热桥效应的数值模拟及构造优化的研究目的是降低热量损失和提高房屋能效。利用有限元分析方法模拟热桥效应,分析了热桥在不同材料和结构中的位置和热量损失,提出了结构优化方案。结果表明,优化方案显著减少了热量损失和传热系数,并通过试验验证说明住宅能效得到显著提高。本次研究所提出的构造优化方案可行且实用,具有推广价值,今后还可以对新型保温材料、新型构造方式等进行进一步的探讨。

关键词： 液滴撞击   变形演化   分散特性   气液界面面积   计算流体力学仿真  

摘要： 超重力反应器因其优异的传质能力,在碳捕集过程中发挥着至关重要的作用。金属网填料作为核心结构,旨在增强传质性能。为了深入理解其背后的分散机理,本研究通过数值模拟,应用流体体积法,探讨了液滴撞击单根丝的过程。研究系统地分析了初始速度（u0）、初始直径（D0）、撞击偏心距离（e）和撞击角度（θ）对液滴撞击单根丝后的变形演化行为及分散特性的影响。中心或垂直撞击可分为四个主要阶段:分裂、丝下融合、拉伸和断裂脱离。而在偏心和非垂直撞击过程中,还观察到异步断裂脱离、滑行分裂和斜向断裂脱离阶段。随后,引入无量纲时间（t*）和气液界面面积增加率（η）对撞击后分散特性进行了定量分析。研究表明,增大初始速度、减小液滴直径、最小化撞击偏心距离以及增大撞击角度均有助于提高分散性能。基于此,提出了液滴最大气液界面面积的关联式,获得影响因素重要性排序为:u0>θ>e>D0。

关键词： 超燃燃烧室   预混比例   火焰振荡   中心锥杆   预混火焰   数值模拟  

摘要： 为研究预混比例（预混燃料占总喷注量的比例）对超燃燃烧室中的着火过程、火焰传播特性及其燃烧模式产生的具体影响，本文采用RANS数值方法，对配备凹腔与中心锥杆的轴对称燃烧室构型展开数值研究。结果表明，在总当量比保持为0.6的工况下，当预混燃料当量比为0.0、0.1时，剩余的燃料通过集中喷注进入燃烧室着火后会剧烈且集中地释放出大量的热量而导致热壅塞。同时，在Ma 3来流的冲击作用下，火焰会产生局部吹熄和重燃交替出现的火焰振荡现象，此时预混火焰和扩散火焰呈现分区主导特征；随着预混比例的提升，火焰振荡现象受到来流中预混燃料的作用而逐渐减弱，火焰锋面的振荡范围逐步缩小，最终在中心锥杆的背风面形成稳定驻点。研究发现：预混燃料能够通过降低集中释热强度和提升火焰传播速度两个方面，在一定程度上抑制火焰振荡现象；由火焰指数SFI所指示的预混燃烧区分布也愈加广泛。

关键词： 紧凑型   轴流/斜流压气机   流动匹配   数值模拟  

摘要： 为解决轴流风扇和斜流压气机之间短间距匹配及几何尺寸约束带来的气动问题，开展了轴流风扇和斜流压气机的优化改型以及流动匹配控制研究并进行了数值模拟。通过数值计算得知改型后的组合压气机：设计点的流量为5.6 kg/s、压比为6.6以及等熵效率为72%，数值计算结果与设计指标基本吻合，符合设计目标。结果表明：紧凑型组合压气机为满足径向尺寸约束以及斜流叶轮的做功量，轴流风扇静子出口采用近似轴向出气设计；为满足轴向尺寸约束，在原型斜流压气机基础上，保证斜流叶轮进出口直径比不变，采取了比经验值更低的宽度与外径比值；改型后组合压气机的虽然恶化了过渡段斜流叶轮进口轮毂处的流动分离，但减小了组合压气机中斜流大叶片进口攻角，使叶中及以上区域流动分离范围减小，改善了流动状况，使得改型后的紧凑型组合压气机压比有大幅提升。

关键词： Taylor-Couette   数值模拟   涡流动流态   流动   混凝  

摘要： 利用大涡模拟方法(LES)对Taylor-Couette涡流场进行瞬态模拟，深入剖析各类涡的流动特性，同时在不同涡流动形态下进行絮凝实验，探讨絮凝过程对不同涡流动特性的响应行为，定量研究不同涡流动形态对絮凝反应过程的影响。研究发现：流场中的速度梯度、剪切应力与涡流态变化密切相关，不同涡流动形态下差异较大。反应器内涡流动特性变化会直接影响到流场的传质性能，不同涡流动形态下絮凝响应行为也存在较大差异：波状涡流动与化学条件相辅相成，能最大程度触发絮凝剂潜能，生成絮体性能最佳，絮凝过程响应最好，而且加药量越大，絮凝效果越好；调制波状涡流动要在合适的絮凝剂投药量下才有比较好的絮凝响应行为。说明絮凝过程的响应行为和涡流动形态密切相关，合适的涡流动形态才能与化学条件相互成就，促成最佳絮凝行为响应与表达。

关键词： 地下防冲墙   连续成墙   应力分析   变形监测   数值模拟   施工参数优化  

摘要： 地下防冲墙作为地下工程重要的挡土支护结构,其连续成墙施工过程中的应力分布与变形控制至关重要,本研究以永定河卢梁段工程为例,采用现场监测与数值模拟方法,系统分析了连续成墙施工的应力与变形特性,研究发现,施工过程中应力呈现阶段性变化,接头部位存在应力集中,泥浆压力,混凝土浇筑速率以及土体性质是关键影响因素,通过优化施工参数以及加强关键部位监测,可有效提高防冲墙结构性能以及施工安全性。