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关键词： 数值仿真   管理   安全分析   变形  

摘要： 矿物仓储区域普遍具有占地面积大的特点,由于物料堆放分布和运输方式的差异性,场地荷载呈现显著的空间异质性。这种荷载分布不均现象在不良地质条件下尤为突出,极易引发地基差异性沉降,最终导致仓储建筑结构发生变形位移。为减轻风险,本文采用以下方法:利用地质勘探资料,在ABAQUS软件中建立轴线剖面模型,并模拟不同储运方案的相关荷载,计算设计条件下的沉降和变形情况;根据计算结果,深入分析变形规律和特征,揭示安全隐患,并制定优化的管理方案。以期为评估工程整体安全性和风险管控提供科学依据,保障工程稳定运行,减少贮矿场地的安全风险。

关键词： 刀把矿体   多期开采   数值模拟   地压演化   围岩应力   回采顺序  

摘要： 针对深部矿体开采过程中地压演化规律不清,开采难度大等难题,以云南某铜矿Ⅰ~Ⅳ期矿体开采为背景,开展了数值模拟试验。结果表明:随着矿体逐步向深部开采,浅部采空区围岩应力逐渐向深部转移,深部采空区围岩应力集中程度和范围逐渐增加,加剧了深部采场围岩的剪切破坏;深部采场多区块开采过程中,采用由下至上或者同时回采的方式有利于保持地压的稳定。

关键词： 连续倒塌   狗骨式连接   数值模拟   梁柱子结构   落锤冲击  

摘要： 用Abaqus软件对狗骨式节点试件的落锤冲击试验进行数值模拟,通过有限元结果与试验结果对比,验证有限元建模方法的正确性,并探究落锤质量与冲击速度对狗骨式结构冲击力和竖向位移的影响,同时,分析了不同削弱区域尺寸在落锤冲击下的冲击力、冲击时程、竖向位移及破坏模式的变化规律。结果表明:狗骨式结构动力响应分为惯性力阶段、平台力阶段和分离阶段;落锤质量对冲击力峰值影响较小,但与落锤速度呈正相关;平台冲击力与落锤质量和速度均呈正相关,速度对冲击时程影响更显著;在相同能量下,改变落锤质量的最大平台冲击力与最大位移均大于改变落锤速度时的对应值;狗骨式结构破坏模式随冲击能量增大,应力集中在削弱区域,初期钢梁下翼缘断裂,随后扩展至梁腹板和上翼缘,最终导致整体断裂,削弱区域长度b会影响结构的破坏模式;削弱区域离梁端越远,结构越早破坏但承载力影响较小;结构的破坏位置约在距离削弱区域的40%处;削弱区域长度b增大会显著增加破坏时冲击力和延性,延长破坏时间。

关键词： 开挖方式   瓦斯隧道   数值模拟   隧道通风  

摘要： 【目的】探究不同开挖方式对铁路瓦斯隧道通风效果的影响。【方法】依托实际工程,使用FLUENT软件对不同开挖方式下的瓦斯隧道进行数值模拟分析。【结果】模拟计算结果表明,与全断面开挖法隧道相比,采用台阶法开挖的隧道通风效果更好,降低了隧道内的瓦斯浓度并使其达到稳定状态,瓦斯浓度稳定值为0.15%,且所需的通风时间更短,为150 s;当隧道采用台阶法开挖时,隧道瓦斯浓度达到稳定值所需距离更短,瓦斯浓度稳定点位于距离掌子面20 m的位置,且涡流的影响范围更小。【结论】在施工条件许可的情况下,采用台阶法开挖的方式能更有效增强风机通风效果,有效降低隧道内的瓦斯浓度。

关键词： 双腔微管   气辅挤出成型   椭圆度   非等温   数值模拟  

摘要： 以聚合物双腔微管为研究对象,采用PTT黏弹本构方程和Arrhenius黏度与温度关系方程,建立了双腔微管三维非等温挤出流动数值模型,并运用有限元方法进行了数值求解。通过分析传统和气辅两种不同挤出方式下口模内外熔体速度场、压力场和法向应力场的异同,探究了熔体温度对聚合物双腔微管挤出成型的影响。结果表明:在传统挤出成型中,熔体温度升高对双腔微管的型腔圆度提高及壁厚变厚有积极作用,但对微管外轮廓圆度的影响不明显,其中微管型腔椭圆度从16.3%降至7.14%,而在气辅挤出成型中,微管圆度和壁厚始终保持稳定,不受熔体温度的影响。

关键词： 双乳液滴   微流控法   数值模拟   同轴流动  

摘要： 文章采用体积函数法和连续表面力(volume of fluid-continuum surface force,VOF-CSF)数值模型对同轴对冲聚焦玻璃毛细管生成双乳液滴的过程进行数值模拟,并通过文献实验照片对照的方式确定数值模型的合理性,且能够预测双乳液滴形成的动力学过程;同时研究了黏度、界面张力及流量对液滴大小、流动形态及断裂位置的影响。结果表明:外相以及内相黏度过小会对双乳液滴的生成造成明显影响,前者生成更小的双乳液滴,后者会在合适的流动比下生成多核液滴;界面张力的增加会抑制相关界面的射流,使流体从喷射态朝滴态转变,且较易生成液滴;外相流量主要影响液滴的粒径大小,流量越大,粒径减小,而中间相流量和内相流量的变化主要影响液滴的核壳比。

关键词： 计算流体动力学   CUDA   化学非平衡流动   曲线坐标系   C++  

摘要： 超声速化学非平衡流动的数值模拟计算量大、计算周期长,利用图形处理单元(GPU)的众核处理器数据并行能力可对计算过程进行加速。OSTC是由CUDA/C++语言开发的运行在GPU上、利用MPI并行的数值模拟软件,基于曲线坐标系有限差分方法对超声速化学非平衡流动进行数值模拟。该数值模拟软件自主实现列主元形式、可负下标访问的数组,利用基于模板的静态多态方法提升了程序的运行时效率,利用CUDA-aware MPI提升了多卡并行传输效率。经过SOD激波管、超声速横向喷流、Burrows-Kurkov燃烧室以及混合层等测试算例的测试,验证了其准确性,并通过相同测试算例在中央处理器(CPU)上的运行,测试其运行效率。经测试,相同算例在本软件上由Nvidia A100 GPU运行,加速比可达193。因此,OSTC可作为实际科学研究与工程计算中的高效计算工具,提升数值模拟效率。

关键词： 质子交换膜燃料电池   水热管理   数值模拟   正交试验   翼型交叉流场  

摘要： 基于飞机翼型低流阻的灵感,提出一种新型的翼型交叉流场(ACFF)。首先,通过正交试验对ACFF的几何形状进行优化,确定最佳的几何参数和水平组合;随后,利用三维数值解析方法,研究优化后的ACFF(ACFF-49)对PEMFC输出性能的影响;最后,使用电池净功率密度这一性能指标来权衡流场中压降和有效功率的平衡问题。结果表明:ACFF具有较好的传质能力和较低的泵送功率损失,且气体扩散层(GDL)和催化剂层(CL)界面的压强和温度分布均匀。此外,通过增加温度、压强和氧质量分数分布的均匀程度,PEMFC中出现局部热点和水淹现象的可能性会降低。

关键词： 膨胀管   致裂   模拟   实验  

摘要： 针对坚硬顶板处理中的难题,提出并验证了膨胀管静态致裂技术的应用方法与效果,通过建立煤岩体的数值模型,模拟分析不同钻孔参数对膨胀管致裂效果的影响,选定最优参数组合用于实地测试。研究采用FLAC^(3D)软件模拟煤岩体在高压条件下的应力分布和裂隙扩展情况,并通过在固庄煤矿15902回风巷进行的实地测试,验证了数值模拟的准确性和技术的可行性。结果表明,选定的钻孔直径和孔距在施加50 MPa压力条件下,能够有效形成贯通的裂隙网络,显著减小顶板的应力集中,提高了顶板的稳定性和安全性。

关键词： 建筑物   大气电场   畸变   数值模拟  

摘要： 利用马鞍山2个大气电场仪站点2019—2021年的监测资料,借助MATLAB工具,运用数理统计、有限差分法,模拟了建筑物对大气电场测量值的畸变影响,对模拟结果进行了检验。结果表明:大气电场仪安装在建筑物顶部时,模拟的电场畸变系数与建筑物的高度成正相关,建筑物越高,大气电场畸变系数也越大,畸变越显著,畸变区域越趋于半球状;在一定宽度范围内,大气电场畸变系数随着建筑物宽度增加而减小,建筑物最窄处电场电势最密集,电场畸变效应表现也最剧烈。大气电场仪安装在地面时,模拟的大气电场畸变系数与建筑物距离呈正相关;在不同高度、宽度的群体建筑物之间,畸变效应最显著位置为群体建筑物顶部最窄处,群体建筑的共同屏蔽作用,使得大气电场值较小区域位于群体建筑之间。模拟畸变系数对长期监测大气电场均值的修订具有一定的参考意义。