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关键词： 互惠模型   稳定性   时滞   数值模拟  

摘要： 在经典互惠模型基础上考虑种群之间的相互依赖关系和时滞效应,分析系统在不同参数条件下的稳定性,用于解决放牧可能会造成的草原荒漠化问题.最后通过数值模拟和理论分析,揭示时滞对互惠模型稳定性的影响,为生物群落的演化和维持提供理论支持.

关键词： 高压铸铝   本构模型   修正Mohr-Coulomb断裂准则   Hosford-Coulomb断裂准则   数值模拟  

摘要： 高压铸铝合金是实现结构轻量化最常用的轻质合金材料之一,其本构关系和断裂准则是结构安全性设计的关键。为了探索高压铸造铝合金ZTHJ01在准静态下的本构模型和断裂准则,设计了高压铸造铝合金标准拉伸、R5缺口拉伸、中心孔拉伸、平面剪切、蝴蝶剪切和三点弯曲六种实验样件,结合数字图像相关法(Digital Image Correction,DIC)开展了试验测试。根据对应力-应变曲线外推两种不同混合性硬化准则,准确描述了高压铸铝合金的应变硬化特性。提出有限元仿真模型,获得了不同应力状态下断裂应变与应力三轴度和Lode角参数的相互关系,构建并标定了修正的Mohr-Coulomb断裂准则和Hosford-Coulomb断裂准则参数。通过杯突试验和有限元仿真模拟验证了不同硬化准则下断裂模型的有效性。结果表明:两种不同硬化准则下的修正Mohr-Coulomb和Hosford-Coulomb断裂准则都可较好的实现对高压铸铝合金断裂失效的准确预测,其中,Swift-Voce硬化准则下的修正Mohr-Coulomb断裂模型表现出更高的精度。

关键词： 容器   高压   多层包扎   结构强度   数值模拟  

摘要： 随着我国工业化水平的提升,压力容器逐渐向大型化发展,同时,高压容器由于自身特性在许多领域应用广泛,成为不可或缺的主要工业装备。采用多层包扎结构的高压容器相比单层厚壁容器加工难度低,生产成本低,有较好的韧性,是高压容器常见的结构型式。以DN1 600 mm的高压粗氦气储罐为研究对象,利用ANSYS中参数优化模块,从应力强度方面探究多层包扎结构的应力水平与层板数量和层板厚度的关系。在文中研究条件下,单纯加厚或减薄搭接在球形封头上的层板厚度,不会降低结构的应力水平,相较于不同厚度层板包扎,等厚层板搭接强度最高;当不同厚度层板包扎且层板总厚度不变时,随层板数量减少,球形封头与层板连接强度下降。结果表明多层包扎结构选用层板数量多,厚度薄的方案较好,通过计算与分析,确定多层包扎高压储罐,层板厚度为10 mm、层数为11层时,结构强度最好,为层板包扎最优方案。此外,在总厚度不变的情况下,当层板数量变化时,对整体结构的极限载荷值没有影响。

关键词： 华东地区   温度控制   数值模拟   绿色建筑  

摘要： 为解决华东某地区绿色建筑夏季室内温度高于正常温度的问题,提出通过增加风机排放中庭热空气、调整优化风口布置防止气流短路,以及提高绿色建筑夏季大空间的排热能力等优化设计方案,并采用数值模拟法预测各方案所能达到的效果。结果表明,在中庭上部设置风量为18000 m3/h的排风机是排热能力最明显的方案,其次为优化风口布置。研究成果可为今后的绿色建筑空调系统设计提供参考。

关键词： 混流式水轮机   长短叶片   小流量工况   叶道涡   尾水涡带   压力脉动   数值模拟  

摘要： 由于水电机组参与电网深度调峰,常规混流式水轮机在小流量工况下运行的概率急剧增加,小流量工况下的流动特性值得深入研究。通过DES湍流模型对某巨型混流式水轮机进行全流道三维精细化数值模拟,分析了机组在4种小流量工况下的内部流态、叶道涡、尾水涡带及压力脉动的演化特性。结果表明,随着负荷增加,叶道涡的尺度呈降低趋势,在500 MW的工况,管状叶道涡基本消失。在小流量运行时,尾水管直锥段近壁面附近形成明显的环向贴壁涡绳,在向下游进动过程中,随着速度逐渐降低,不断分裂成小尺度的涡绳,并向尾水管中心扩散,但至500 MW时,边壁环向涡绳基本消失,尾水管中心处形成较为稳定的螺旋进动涡带,造成压力脉动幅值的增加。受尾水涡带和动静干涉的影响,转轮与导叶间无叶区可以监测到0.2倍频、0.5倍频、15倍频和30倍转频的压力脉动。小流量工况下尾水管内高幅值压力脉动频率集中在0.2~0.5倍频,且总体上呈现较宽压力脉动频带(达到5倍转频范围),并随功率增加,频带范围呈现逐渐收缩的趋势。

关键词： 网状层级类蜂窝   等效弹性模量   等效剪切模量   数值模拟  

摘要： 蜂窝夹层结构以优异的力学性能及耐撞性在工程领域得到广泛应用.受到蜘蛛网结构尺寸梯度及层级分布的特点启发,提出了一种网状层级类蜂窝结构.基于应变能等效原理对其面外承载能力进行分析,推导其等效弹性模量和等效剪切模量的多级公式.通过理论分析与数值模拟结果对比,验证了理论推导的正确性.研究结果揭示了该结构的层级因子与面外承载性能之间的关系,可有效预测多级结构的面外力学性能.此外,将该结构应用于传统托盘上,在不同方向受力大小相同的情况下,两种托盘应力和位移值变化较小,但质量减轻20.9%,达到了轻量化设计的目的,同时也表明了蜂窝结构在工程实践中具有显著的潜在应用前景.

关键词： 缓冲爆破   减震沟   数值模拟   降振效果  

摘要： 为了分析缓冲爆破结合减震沟组合降振手段的降振效果,首先运用大型显示非线性动力分析有限元程序LS-DYNA分别对缓冲爆破有减震沟和无减震沟进行数值模拟分析,根据数值模拟结果可得出有减震沟的模拟工况有更好的降振效果,最高可达53%;然后进行了露天矿现场爆破振动监测对比试验分析,论证了数值模拟结果的正确性,为丰富露天矿降振手段提供了理论依据。

关键词： 桑树坪煤矿   煤矿安全   采动应力场   数值模拟   演化规律  

摘要： 煤炭是中国主要能源,深度开采和复杂地质条件下煤与瓦斯突出等灾害频发,严重威胁煤矿安全。应力场研究在矿井突出风险治理中具有重要意义,但现有数值分析方法存在大尺度原岩应力场反演难和采掘扰动应力演化难等问题。针对这一难题,以桑树坪煤矿南一采区为研究对象,采用数值模拟方法建立高精度数字孪生模型,研究该区域采动应力场演化规律。研究表明,垂直应力和水平应力的演化具有显著规律,揭示了应力集中与卸压区域的变化,为煤矿安全生产提供了理论依据。

关键词： 单桩式海上风机   风浪荷载   桩土参数   数值模拟  

摘要： 针对海上风电单桩基础在风浪荷载作用下的受力分析方法尚不完善,以及桩、土参数对桩基动力响应的影响机制尚未明确的问题,提出塔架-桩基-土体三维一体化模型分析方法.以福建莆田某风电项目为工程背景,选用Davenport风速谱和P-M双参数波浪谱,运用自回归法和谐波叠加法分别模拟得到风荷载与波浪荷载;通过对海上风电单桩基础在风浪荷载下的动力响应进行计算,探究桩、土体参数对风浪荷载下桩基动力响应的影响规律.研究结果表明:随着桩径的增加,桩身弯矩逐渐加大,位移响应减小;随着桩基壁厚的增加,桩基在风浪荷载下的最大位移和弯矩响应逐渐减小;增大土体的弹性模量,桩基在风浪荷载下的位移和弯矩响应逐渐减弱.

关键词： 公路   隧道   UDEC   数值模拟   裂隙岩体   注浆技术  

摘要： 通过数值模拟研究裂隙岩体隧道注浆过程中浆液扩散规律及其影响因素,研究表明,裂隙岩体中的浆液扩散机制受裂隙发育程度、围岩破碎情况、裂隙张开度、裂隙倾角及注浆压力等多因素综合影响。利用UDEC软件对这些因素进行系统分析,以确定合理的浆液扩散半径和注浆加固圈厚度。分析表明,裂隙张开度对浆液压力衰减有显著影响,并存在一个极值点使得浆液扩散距离最大。在裂隙发育岩体中,浆液扩散规律较为复杂,受到多种因素的综合影响。研究结果表明,注浆压力3~4 MPa、注浆孔单层布设、孔距4 m可满足帷幕注浆需求的推荐值。此外,梅花形布孔方式在相同条件下较单层布孔更为有效。