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关键词： 安全工程   埋地热力管道   泄漏   压力脉动   数值模拟  

摘要： 为研究埋地热力管道泄漏的影响因素及信号特征,通过热力管道泄漏数值模拟和搭建热力管道泄漏试验系统,分析管内压力、泄漏孔径等参数对管道泄漏压力脉动信号的影响及特征。结果表明,随着泄漏孔径增大,泄漏孔内最大流速增大,最大流速为45.2 m/s。流体流速由中心沿径向逐渐减小,最小流速为21.2 m/s。泄漏孔与管道连接入口处的湍流流动增强。随着泄漏孔径增大,最低点压力逐渐降低,低压区域面积增大,随着泄漏孔径增大,未泄漏工况压力脉动信号的特征频率为88.30Hz,1 mm泄漏工况压力脉动信号的特征频率为100.02 Hz,3 mm泄漏工况压力脉动信号的特征频率为97.68 Hz。随着管道压力增大,管道压力为0.6 MPa时的特征频率为97.68 Hz,管道压力为0.8 MPa时的特征频率为329.77 Hz,幅值相较于0.6 MPa泄漏工况增大0.3722 MPa,管道压力为1.0 MPa时的特征频率为365.71 Hz,其幅值相较于0.6 MPa泄漏工况增大0.358MPa,其特征频率增大,对应的幅值增大。

关键词： 波转子   烟气回流   掺混温度   掺混交界面   主动调节   数值模拟  

摘要： 波转子在航空发动机里可以替代压气机和涡轮,既可以运用非定常激波增压,提高发动机增压比、提升性能;也可以运用烟气回流现象,改善燃烧室进气条件,降低污染排放。为了分析波转子主动调节燃烧条件的可行性,本文将以调转速工况为基础,重点研究波转子转速工况与几何设计对烟气回流作用下的混气温度、掺混交界面位置的调节作用。结果表明:长细比的减小会让波转子2号端口混气温度升高、掺混交界面位置上移,而转速工况以及长细比不变时均不会产生这种单调的影响。与此同时,通道宽度越宽,空气占据面积越大,掺混越充分。调转速工况对掺混温度、掺混交界面位置改变最大,但转速小于等于0.85倍基准转速时开始发生倒流。

关键词： 连续热源   热扩散系数   热扩散长度   有限元法  

摘要： 热扩散系数是大能量、高功率激光系统中光学元件的重要参数,关系到元件的抗激光损伤性能,但现有热扩散系数测量方法在多维热传导情况下的测量结果误差较大,且热扩散长度是热扩散系数测量的基础,因此采用有限元法仿真了热源连续加热下的二维热传导并总结了热扩散长度与热扩散系数及加热时间之间的关系规律,据此提出了热源连续加热下测量二维热扩散长度的模型与方法。首先采用有限元分析建立模型仿真了一维热传导情况下的热扩散长度与热扩散系数的关系式并与数值解析表达式比较,二者符合较好,验证了使用连续热源与热扩散长度求解热扩散系数的可行性;之后扩展到二维热扩散情况,并讨论了热损失、样品厚度和热源加载时间对结果的影响;最后给出了实际测量方案,并给出提升测量精度措施。该工作为方便准确地测量材料或元件的热扩散长度提供思路,对制备高功率、大能量激光系统元件具有重要意义。

关键词： 二氧化铀   球形粉末   硝酸   数值模拟   操作条件   物性参数  

摘要： 本文针对二氧化铀球形粉末在硝酸溶液中的溶解过程,开展了不同操作条件和物性参数下的数值模拟研究。选用收缩未反应芯模型(SCM)模拟UO_(2)球形粉末溶解收缩过程,平推流模型模拟硝酸溶液的流动过程。使用COMSOL数值模拟软件计算UO_(2)粉末溶解于硝酸的过程。结果表明,增大硝酸浓度和升高反应温度可以提高UO_(2)粉末的溶解度,特别是当硝酸浓度大于8 mol/L,温度大于80℃时,溶解速率明显加快。改变UO_(2)粉末的粒径和孔隙率,当粒径增大,UO_(2)粉末的比表面积减小,溶解速率也减小。孔隙率达到0.3后,再增大孔隙率,溶解速率几乎不变。

关键词： 数值模拟   金属缓倾斜厚大矿体   开采效应   地压控制   可持续开采  

摘要： 随着矿产资源需求的持续增长,金属缓倾斜厚大矿体的高效开采成为矿业领域关注的焦点。数值模拟技术作为一种强有力的工具,为探究此类矿体开采过程中的力学响应、围岩变形、地表沉降等效应提供新途径。本文详细阐述金属缓倾斜厚大矿体的地质特征,剖析数值模拟在该领域应用的关键技术与流程,包括模型构建、参数选取、边界条件设定等,从岩体力学、地压控制、地表环境影响等多维度分析开采效应,揭示开采过程中的潜在风险与挑战,并提出相应的应对策略,旨在优化开采方案、保障矿山安全生产、实现可持续发展。

关键词： 聚乙烯管道   近线占压   地面沉降   正交试验   数值模拟  

摘要： 基于ABAQUS软件,开展了近线占压、地面沉降、管道内压、管道埋深及环境温度协同作用的聚乙烯(PE)管道损伤数值模拟工作,通过设计正交试验,研究不同因素对管道损伤的影响贡献度。结果表明:在多因素协同作用下,管道受到轴向拉伸和径向弯曲,在占压区边缘出现最大Mises应力及最大管道横截面变化率。通过正交试验分析,发现在近线占压及管道周边土壤沉降同时发生时,地面占压为PE管道损伤的主控因素,地面沉降则对管道损伤影响有限。

关键词： 微通道   曲面翅片   数值模拟   翅片角度  

摘要： 为提升微通道换热器的综合换热性能,设计一种含曲面翅片结构的微通道换热器,通过数值模拟的方法,在雷诺数Re为200~600时,比较并分析正向曲面翅片微通道、反向曲面翅片微通道和正反交错曲面翅片微通道与矩形翅片微结构换热器的综合换热性能。结果表明,当Re=600时,正反交错曲面翅片微结构的换热器Nu达到38.38,换热器的换热性能最佳。

关键词： 土石坝   清林径水库   Autobank   渗流稳定性   抗滑稳定性  

摘要： 清林径水库是深圳市最大的水库,主坝为厚粘土心墙土石坝。为分析主坝稳定性,基于Autobank软件,构建了大坝渗流与抗滑稳定性分析计算模型,计算得到土石坝的渗流量、渗透坡降和抗滑安全系数。结果表明:现状土石坝心墙和坝中心下方防渗墙防渗效果明显,渗透坡降满足规范要求,土石坝心墙和防渗墙设计合理,能够有效地保障大坝的稳定和安全运行。

关键词： 仿真设计   天体运动   可视化   数值模拟   Python   Mayavi  

摘要： 天体运动是天体物理学的核心研究领域.我们采用经典力学相关的基本定律和公式,如万有引力定律和动量定理等,以高级编程语言Python及可视化库Mayavi、Matplotlib、Vhmap等为工具,设计开发了一套天体运动的仿真系统.通过这一系统,我们生动地模拟了变轨问题、双星和三星系统的动态行为,并直观呈现了三体运动轨迹.

关键词： 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验   循环冲击   数值模拟   循环爆破   累积损伤  

摘要： 为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型,并利用ANSYS/LSDYNA软件对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示,单次冲击作用下,冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加;循环冲击作用下,随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa,试件破裂所需冲击次数逐渐减少,由13次减至3次;随着冲击次数增加,试件屈服应变增大,弹性模量、峰值应力降低,累积损伤近1时发生破坏;爆破次数增加,模型炮孔周边的粉碎区域扩大,主裂纹持续扩展,损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述,建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性,符合工程爆破理论体系,能够为工程爆破作业提供重要参考。