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关键词： 氨燃烧   煤粉燃烧   四角切圆锅炉   NO   排放   数值模拟  

摘要： 对某300 MW四角切圆锅炉60%负荷工况掺烧20%氨气进行模拟研究，分析煤粉锅炉掺氨燃烧过程，寻求最佳的煤氨共燃方案以保证最优燃烧效率以及最低的污染物排放。采用数值模拟方法，通过调整氨气燃烧器的位置和燃尽风比例，系统分析了炉内烟气温度场、燃烧组分摩尔分数分布、燃烧特性以及炉膛出口NOx排放水平。综合分析表明，在燃尽风比例为33.5%时，将氨气燃烧器布置在顶层三次风与CD层二次风的位置为最佳煤氨共燃方案。该方案在保证燃烧效率与稳定性的同时，可将NOx排放水平控制在与纯燃煤工况相当的NOx排放水平，这为大型燃煤电厂实现清洁高效燃烧提供了新的思路。

关键词： 土石坝   渗流   物理信息神经网络   自由面   无网格方法  

摘要： 土石坝作为水利工程中重要的挡水建筑物，其渗流场关键参数（如渗透压力分布与自由面位置）的精确求解直接决定了坝体稳定性评估与长期服役安全分析的可靠性。然而，土石坝渗流问题具有强非线性自由边界特性，传统数值方法面临网格依赖性高、溢出点定位困难及非均质材料适应性差等问题。为此，本研究提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的渗流场求解新方法：通过将自由边界问题转化为固定边界的优化问题，结合PINNs的微分方程嵌入特性实现渗流控制方程的弱约束求解。该方法突破传统网格限制，仅需单次配置训练点即可完成全域离散，在保持定网格方法稳定性的同时，显著降低模型构建复杂度。结果表明，相较于传统有限元法，本算法在渗流溢出点定位误差降低45%以上，在材料非均质的条件下也表现出了优异的求解精度，且算法实现方便，对复杂边界条件具有良好鲁棒适应性。研究成果为土石坝渗流分析提供了高精度的无网格解决方案，具有显著的工程应用前景。

关键词： 热防护材料   石英纤维/酚醛   烧蚀试验   体积辐射效应   数值模拟  

摘要： 在行星进入和地球返回探测任务中，高焓高速气体导致飞行器表面承受显著的热辐射效应。辐射效应传输机制与能量热传导模式不同，体积辐射效应的影响依赖于热防护材料的辐射特性。本文在传统烧蚀模型中引入体积辐射传输方程，建立轻质针刺石英纤维/酚醛复合材料体积辐射-烧蚀热响应模型。通过与试验结果对比分析表明，体积辐射-烧蚀模型比传统模型具有更高的预测精度；高辐射加热会加速复合材料内部的酚醛树脂热解，同时产生更高的内部热解气体压力，而高对流加热则会提高复合材料表面的烧蚀后退速率。本文工作可为轻质针刺石英纤维/酚醛复合材料在深空探测飞行器热防护系统中的工程化应用提供一定的指导。

关键词： 瓦斯隧道   瓦斯分级标准   隧道通风   风速不均性   数值模拟   安全系数  

摘要： 针对现行交通隧道瓦斯分级标准中安全系数取值过大且与实际情况偏差显著的问题，提出以隧道断面风速最大值与平均值的比值作为风速安全系数，替代传统固定值，以优化分级标准的准确性。通过数值模拟方法，对6种不同断面面积的交通隧道在4种稳定回风风速工况下的通风流场进行分析，重点研究风速安全系数的空间分布规律及其与断面面积的关联性。研究结果表明：1)掌子面区域流场具有显著的非均匀特征，隧道通风流场可划分为涡流区、过渡区和稳定区3个区域，其中风速安全系数在靠近涡流区时呈现较大波动，随着与涡流区距离的增加而逐渐趋于稳定；2)基于稳定区风速安全系数的分布特征，提出按断面面积将交通瓦斯隧道划分为小断面(40～80 m2)、中断面（80～110 m）和大断面（≥110 m）3类，并分别推荐其安全系数取值为1.24、1.20和1.16；3)根据修正后的安全系数，明确了3类隧道微瓦斯、低瓦斯和高瓦斯工区的绝对瓦斯涌出量界限值，提出交通隧道瓦斯分级标准，可为瓦斯隧道设计与施工提供借鉴。

关键词： 土石坝   管涌破坏   滤层设计   高密度电法   智能监测  

摘要： 土石坝是水利工程的重要组成部分,管涌是土石坝溃坝因素之一,而滤层经过合理的材料组成和设计,可以有效阻止土颗粒的迁移,降低渗透压力,阻止管涌现象的发生。滤层在排水减压方面效果显著,且具有耐久性、经济性、施工方便等优点,前景广阔。本文综述滤层在土石坝管涌渗透破坏防治中的作用机制、设计方法及运行过程中用高密度电法仪进行智能监测的技术,旨在为高效、经济的设计滤层和滤层智能监测提供参考。

关键词： 隔堤池火   固定顶罐   热响应   热烧特性  

摘要： 本文基于Pyrosim火灾模拟和Abaqus热力耦合分析，验证了坐标映射法在热-力耦合模拟中的高精度与可行性，探究了不同风速条件下隔堤池火的火焰形状，并系统地分析了邻罐热辐射强度分布和失效时间。通过数值模拟发现，池火的火焰行为随着风速的增加从垂直上升逐渐向邻罐倾斜扩展，在风速为0和3m/s条件下，火焰整体倾斜较小，热辐射强度分布集中于储罐中下部；在风速为6m/s条件下，火焰上部被拉长倾斜，储罐中上部受到的热辐射强度逐渐增加；在风速为9m/s条件下，火焰明显倾斜并贴近罐壁，热辐射强度分布集中于储罐中上部，最大热辐射强度为6m/s风速条件下的3.5倍。通过对不同风速下储罐进行热-力耦合分析，发现储罐温度分布随着风速的增加由中下部向中上部转移，储罐中上部成为失效的主要风险区域。

关键词： 洪水特性   青竹河上寺段   分洪渠道   数值模拟  

摘要： 山区河流坡度大且沿程地形复杂多变,发生的洪水演进速度快,破坏性更强,一般可采用挡、泄、蓄等工程措施开展防洪。文章以四川青竹河上寺段为对象探究分洪渠道的分洪效果,基于二维浅水方程采用数值模拟方法,计算分析该河段在修建分洪渠道前后20年一遇洪水频率下的洪水特性。结果表明:修建的分洪渠道有效降低了河段的水位,减小了淹没区范围,而且分洪渠道出口水流与下游河道水流能较为平顺的衔接,减轻了河段上游的防洪压力。研究成果可为山区河流修建分洪渠道工程提供参考和借鉴。

关键词： 抗冲击材料   橡胶   超材料混凝土   动态性能   损伤   谐振器  

摘要： 为提升现有类混凝土材料的动态性能,在超材料混凝土基质中加入橡胶骨料形成新型抗冲击材料,并对其细观力学模型在冲击荷载作用下的动态响应进行数值模拟。对试件内各组分含量、级配、分布情况及适用材料模型进行系统标定和验证,分析了橡胶超材料混凝土在冲击荷载下的衰波能力及各组分相互作用规律,探讨了橡胶骨料在高幅值荷载下对橡胶超材料混凝土破坏模式、损伤区域及损伤程度的影响,并对橡胶含量及粒径进行了参数分析。数值模拟结果表明:橡胶骨料的加入不仅使混凝土的损伤区域呈现“分散”特征,还能够有效降低试件的损伤程度;橡胶骨料可提升试件韧性,抑制损伤程度的加剧;高橡胶含量对试件强度造成负面影响,形成损伤抑制与损伤加剧之间的矛盾,为确保两者平衡,建议橡胶骨料体积占骨料总体积的15%~30%。以上结果说明,在超材料混凝土中加入橡胶骨料能够有效提升试件的动态性能,为未来抗冲击材料的设计和工程应用提供参考。

关键词： 喷播机   卧轴搅拌   固液两相流   数值模拟   流场特性  

摘要： 针对喷播机因搅拌不均导致农作物种子成活率低的问题,研究了喷播机内的泥浆搅拌流场分布对解决农作物成活率低的指导作用,并可为喷播机中搅拌装置优化设计提供理论依据。搅拌均匀性是衡量喷播机质量的一个重要指标,针对卧式双轴搅拌器的搅拌均匀性问题,采用固液两相流混合模型的数值模拟方法,运用Fluent软件研究搅拌转速、固相颗粒粒径和搅拌桨叶片安装角对搅拌仓内流场特性的影响,得出最优参数。数值模拟结果表明:当搅拌转速为100 r/min、固相颗粒粒径为0.1 mm、搅拌桨叶片安装角为45°时,搅拌效果较好。经试验验证,试验结果与仿真结果相比最大差值不大于4%,喷播作业后,植物覆盖均匀,覆盖率为88.7%。

关键词： 混凝土重力坝   材料老化   非线性时程分析   塑性损伤模型   抗震性能  

摘要： 混凝土重力坝服役时间的增加将导致材料的不断老化,影响重力坝在地震作用下的安全性。文章为探究混凝土重力坝服役期间材料老化对结构抗震性能的影响,依托某混凝土重力坝为工程背景,基于混凝土塑性损伤本构模型建立重力坝的非线性有限元模型。采用实际地震波作为输入地震动对不同服役时长的混凝土重力坝进行非线性时程分析,探究重力坝的损伤模式,应力状态以及坝顶的位移时程曲线。结果表明随着服役时间的增加,混凝土弹性模量和抗拉强度下降;由于混凝土的老化,重力坝坝体在地震作用下的损伤区域扩大,损伤位置逐渐上移,但坝体最大应力响应变化较小;此外混凝土老化对坝顶的峰值位移影响较小,对其残余位移有显著影响。