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关键词： 索支撑光伏电站   温度效应   索力计算   组件边框应力  

摘要： 索支撑光伏电站结构采用悬索代替传统的钢梁结构支撑光伏组件，是索结构的一种新应用，温度效应也是索结构的重要荷载：高温条件下，索发生热膨胀变形导致索力降低，进而影响结构的整体线线形和刚度；低温条件下，索发生收缩变形导致索力增大，影响结构承载能力。但是，截至目前，科学家和工程师对于索支撑光伏电站的温度效应还鲜有研究。因此，论文对索支撑光伏电站索力和组件边框温度效应进行了系统分析和研究。提出了不同工况下两种索支撑光伏电站的索力温度效应经验分析公式和无温度效应索力的经验公式，并通过与有限元计算结果对比，证实了经验公式的准确性。通过经验公式计算结构索力，将节省有限元计算过程，提高索支撑光伏电站支撑结构设计效率。发现了在温度效应作用下，光伏组件边框应力的分布规律：无索结构情况下，光伏组件边框最不利位置出现在长边框和短边框连接处，边框应力呈现“凹”型分布。有索结构情况下，降温光伏组件边框最不利位置出现在边框与预应力钢绞线连接处，边框应力呈现“M”型分布；升温光伏组件边框最不利位置出现在长边框和短边框连接处，边框应力呈现“W”型分布。

关键词： 三峡库区   洪水传播   数值模拟   龙格库塔   间断伽辽金  

摘要： 针对三峡库区洪水传播及扩散规律开展研究。基于龙格库塔时间离散法和间断伽辽金空间离散法构建库区洪水传播过程的一维水动力模型，应用于寸滩至三峡大坝段；以2018年洪季7—8月一个洪峰过程(8月5日寸滩峰值流量42900 m3/s)为模拟对象，研究结果表明：寸滩至坝址的洪水传播时间约20 h，其中寸滩至万县（307 km）的传播时间约11 h，万县至三峡（288 km）的传播时间约9 h。通过空间流量梯度及流速变化对洪水波在传播过程中的峰值扩散速度进行量化计算，结果表明洪水波扩散系数均在363 m2/s以上，从白沙沱至忠县河段内洪水波的扩散能力较弱(扩散系数平均值3421 m2/s)，忠县至万县及奉节至巫山河段内洪水波的扩散能力较强(扩散系数平均值8426 m2/s)。

关键词： 氨裂解   制氢   填充床   多孔介质   余热利用  

摘要： 氨裂解制氢是一种新兴的制氢方式，采用氨氢燃烧的余热烟气为热源，建立了氨氢燃烧余热为热源的氨裂解反应器多物理场耦合数值模型，将催化区域视为多孔介质模型，研究了余热烟气和反应物氨的进口温度、流量以及流型等对氨转化率、产氢率、热利用率等反应器性能的影响。结果表明，提高余热烟气进口流量和温度、提高反应物进口温度以及降低反应物进口流量可明显提高氨制氢的转化率；提高余热烟气进口温度和反应物进口流量，降低余热烟气进口流量和反应物进口温度对提升反应器整体热利用率有帮助，余热烟气因素对热利用率的影响大于反应物。研究结果有助于耦合氨氢燃烧余热烟气利用的氨裂解反应器的设计和优化。

关键词： 防灾减灾   自复位   形状记忆合金   剪力墙   数值模拟  

摘要： 为减小剪力墙震后的残余变形和损伤，本文提出了一种具有自复位功能的剪力墙。该剪力墙采用形状记忆合金（简称SMA）筋材和工程水泥基复合材料（简称ECC）替代普通钢筋和混凝土，以实现墙体的自复位及解决混凝土的脆性剥落。本文基于OpenSees平台建立了自复位剪力墙的数值分析模型，通过与试验结果对比验证了该模型的有效性，进而分析了轴压比、剪跨比、SMA配筋率、SMA屈服强度和ECC极限拉应变等参数对构件滞回性能的影响。结果表明：构件的轴压比和剪跨比对承载力有显著影响；高剪跨比构件具有更好的自复位性能；提高SMA配筋率能够更好地实现构件的自复位；构件的自复位性能和承载力随着SMA屈服强度的提高而提高；ECC的极限拉应变主要影响构件的延性。

关键词： 物理信息神经网络   数值模型   机器学习   耦合模型   地下水   水文地质   数值模拟   工程地质  

摘要： 【目的】在水文地质与工程地质研究中，传统机理数值模型在模拟复杂物理过程时存在建模精度低、不确定性等问题，机器学习模型则存在数据需求量大和可解释性差的不足。物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Networks, PINNs)作为一种结合物理定律和机器学习的新方法，能够为解决上述问题提供可行的方案。【方法】首先，通过整理近四年文献，系统梳理机理数值模型、机器学习模型以及机理-学习耦合模型在水文地质与工程地质领域的研究现状；其次，深入分析PINNs在该领域的最新应用；最后，阐述了PINNs在水文地质与工程地质领域发展中存在的问题，并对其今后的发展给出相关建议。【结果】研究发现，在水文地质与工程地质领域，PINNs部分解决了数值模型和机器学习模型中存在的数据稀缺、可解释性差和泛化性不足的问题，拥有广阔的应用前景。今后需要进一步解决其在鲁棒性、自适应权重分配和初边界条件处理方面的问题，深入挖掘其潜力。【结论】在未来研究中，建议耦合生成式模型或强化学习等模型，减少因数据质量和噪声对模型的影响，提高PINNs的鲁棒性；使用自适应学习算法和动态权重平衡机制，平衡损失函数各项权重，使PINNs模型输出矩阵满足正交条件，提高PINNs模型的计算效率；综合实际情况，选择优化激活函数、约束方式等，使PINNs模型收敛速度更快，结果更为精准。

关键词： 岩土工程   基坑开挖   止水帷幕   回灌   地表沉降   数值模拟  

摘要： 深基坑开挖过程可能引发地表沉降、地下水位波动及结构稳定性问题，对周边环境和基础设施的安全构成潜在威胁。现有研究对回灌措施在复杂地层条件下的适用性及其变形控制效果缺乏系统性认识，尤其是止水帷幕局部破坏对回灌性能及地层响应的影响仍有待深入研究。本文以江苏省盐城市某临近高铁的基坑工程为研究对象，结合现场监测、原位回灌试验与数值模拟，系统分析了多土层条件下帷幕外潜水层与承压水层回灌对周边环境的影响，并探讨了帷幕破坏对地层变形与回灌效果的作用机制。结果表明：（1）止水帷幕结合回灌措施能够有效减少基坑周围的地面沉降，其中铁路路基沉降波动值小于2.0 mm，满足沉降控制要求；（2）帷幕上部破坏引起的坑内最大隆起为0.29 mm，约为下部破坏的2倍；（3）帷幕破坏改变了地下水渗流路径，影响坑底流速及水分布，使回灌水通过破坏面渗入坑底以下区域，进一步加剧坑底隆起；（4）回灌方案优化应综合考虑沉降控制与水量需求，以确保基坑周围环境的安全与稳定。研究成果可为深基坑工程回灌设计与施工优化提供技术支撑。

关键词： 库水位升降   堆积体   边坡稳定性评价   数值模拟   渗流场  

摘要： 为分析库水快速大幅度升降过程中岸坡的稳定性变化，以芦山抽水蓄能电站下水库左岸堆积体为研究对象，结合数值模拟技术，研究库水以2.17 m/h的速率大幅度升降对岸坡渗流场的影响，以及水位快速大幅度变动过程中坡体内应力-位移的变化，结合坡体内部应力-位移规律并通过极限平衡法综合评价堆积体稳定性。结果表明：岸坡渗流场受水位变动影响，由于库水变化较快，存在滞后效应，浸润线在坡面附近向下弯折；孔隙水压力与库水位变化呈正相关；处于水位变幅带的堆积体竖向位移大于水平位移，变化规律表现为随水位骤降位移增大，表现出一定的滞后性，水位骤升时位移减小；由于边坡尺寸较大水位仅在坡脚变化，水位变动期间堆积体整体稳定性较好，水位下降时在库水位约815 m时堆积体稳定性系数达到最小值。

关键词： 安全   二氧化碳   数值模拟   断裂扩展   减压模型  

摘要： CO2管道出现断裂扩展时，必须考虑管内介质减压行为对该过程的影响。由于流固耦合方法存在计算成本高、收敛困难等问题，本文创新性地提出分区施加载荷的解耦计算方法，该方法可以大大简化管道边界条件计算的复杂性，并降低运算时间。本文借助激波管模型、减压波模型以及管道襟翼减压经验公式作为CO2减压模型，分别对裂尖及其前后施加不同减压形式的压力载荷，以此来模拟断裂发生过程中CO2的减压行为。同时，所建立的有限元模型考虑了回填土及管道自重对断裂过程的影响，采用结构化网格过渡技术进行网格划分，在保证计算精度的前提下大大提高了计算效率。经对比，试验测得的平均断裂速度为108.21m/s，相应的模型计算值为114.18m/s，相对误差为5.51%，模型更好的预测了启裂速度，并且得到的峰值速度也与试验值更为接近。本模型计算结果在考虑保守性的同时体现出了更高的精度。

关键词： 薄板式静态混合器   数值模拟   可视化实验   混合   康达效应   耳板折弯角度  

摘要： 薄板式静态混合器采用1个耳状薄板结构的混合元件完成两种介质的混合，其结构比常规静态混合器更简单、压降更低；尤为重要的是分散相注入口设置在耳板后，处理混合后反应产生的高黏度介质时，可以避免管路堵塞。带折弯耳板的薄板是薄板式静态混合器内唯一混合元件，耳板折弯角度直接影响混合水力环境。本工作构建保持过流面积不变而只改变耳板折弯角的模型，通过数值模拟和可视化实验分析薄板式静态混合器耳板出口处流场特性，考察流体混合的不均匀系数(CoV)和压降(ΔP)随耳板折弯角度的变化规律。结果表明，耳板后流体向一侧偏移的康达效应与其折弯角密切相关，在折弯角为10°时，康达效应最弱，流体的分布对称性能最佳。康达效应对混合效果有负面影响，折弯角为10°时的对称流状态下混合效果最佳，CoV降低到0.05所需的完全混合距离仅有3.4D，压力损失也仅有4.26 kPa。

关键词： 数值模拟   燃烧器   分级燃烧   火焰特征   低NO  

摘要： 基于燃料分级理论提出了一种新型轧钢加热炉用扩散式燃烧器。为研究其燃烧特性，利用ANSYS Fluent软件，建立了全尺寸三维模型并进行数值模拟。通过调整二级燃气喷口角度，对原型燃烧器进行结构优化，使火焰长度与设计炉膛长度相适应，通过调整运行功率和过量空气系数，探究结构调整后不同工况下燃烧器分级情况和燃烧特性。结果表明：燃烧器二级燃气喷口角度越小，火焰长度越大，在17°时达到设计要求；过量空气系数增加，各燃烧区温度下降，火焰缩短，NOx排放下降；运行负荷增加，炉膛内温度增加，火焰增长，NOx排放上升；各模拟工况下空气燃气分级比例均保持稳定。研究结果对燃烧器优化设计和工业应用提供了一定的参考依据。