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关键词： 高价值铁矿体   隔离顶柱   崩落法转充填法   联合开采方案   数值模拟  

摘要： 为实现某高价值铁矿体崩落法转充填法开采的顺利过渡,从采场稳定性和充分回采高价值矿体的角度提出了一种崩落法转充填法的联合开采方案。采用简化梁法和鲁别涅伊特法初步计算出崩落法转充填法过渡区域隔离顶柱厚度分别为10.6 m和9.4 m。以两种隔离顶柱厚度的理论计算结果为参考,通过FLAC3D软件对该铁矿崩落法转充填法联合开采方案进行数值模拟,界定出该铁矿崩落法转充填法联合开采方案过渡区域的隔离顶柱厚度为10 m。将研究结果应用于该铁矿实际生产,取得了良好的经济效益,为同类型矿山崩落法转充填法工艺提供了参考。

关键词： 隧道   支护   机械化   数值模拟   设计   施工  

摘要： 为保证超大跨隧道施工的安全性,提升隧道施工效率,采用资料调研、工程类比、理论分析、数值模拟等方法,基于双洞八车道的城仔山超大跨隧道工程实例,依据隧道开挖断面、机械化施工工艺的特点和需求,以安全、高效作为评价基准,对超大跨隧道的施工工法、大型施工装备选型及支护参数等方面进行研究,提出了基于洞周岩性分布的超大跨隧道机械化施工工法设计体系,并通过实际工程的数值模拟分析验证了该设计体系的场景适用性及可行性。结果表明,施工造成的应力、应变均在可接受范围内,该设计体系合理,具有推广价值。

关键词： 蠕动泵   数值模拟   流固耦合   流量脉动  

摘要： 蠕动泵是蠕动运输方式应用的典型装置,被广泛应用于各行业。蠕动泵在运作时会产生流量脉动,从而造成输出流量的不稳定,要想改善蠕动泵的脉动状况,就需要对其流量特性进行全面的研究。蠕动泵问题是一个固有的多物理场问题,软管和泵送的流体之间是强耦合的。采用试验与数值模拟结合的方法对蠕动泵展开研究,建立蠕动泵的流固耦合(Flow-solid interaction,FSI)模型,模拟了蠕动泵的工作周期,并将仿真结果与试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性。通过流固耦合分析得到了蠕动泵工作周期内软管内部流体的压力与速度及出口的流量,分析研究了流量脉动产生的原因。重点研究压块直径、辊子直径、软管内径等因素对蠕动泵流量及流量脉动的影响。

关键词： 流固耦合模型   气垫压力   漂浮形态   带材张力   带材厚度  

摘要： 基于东北大学中试气垫炉的几何模型和实验数据,建立了流固耦合模型,研究了气垫炉中带材漂浮形态的影响因素.结果表明:该模型能够准确模拟不同影响因素下铜带材在气垫炉内的漂浮形态.气垫压力、带材张力、带材厚度是带材漂浮形态的主要影响因素,改变带材上、下表面的气垫压力,带材变形量会明显减少或增大;薄带材的张力每增加一倍,带材的上、下喷嘴附近的最大变形减小为原来1/2;带材厚度每增加0.5mm,在相同的带材表面气垫压力下,带材的最大变形量显著减小.气垫炉内温度是次要因素,炉温不同,但带材的表面上、下气垫压力相同,带材变形量近似相等.该数值模拟为研究气垫炉内带材悬浮过程中的变形机理提供了新的手段和思路.

关键词： 断层   水力压裂:最小主应力   数值模拟  

摘要： 针对曙光煤矿1220综采工作面回采期间揭露断层坚硬岩层的问题,通过现场调研、模拟计算、理论分析等手段,展开工作面坚硬岩层处理技术的设计及应用研究。通过综合分析,采用水力压裂工艺对硬岩进行弱化具有可行性、经济性。数值模拟研究表明,工作面前方0~5 m煤岩体内最小主应力较小,适合进行水力压裂。根据1220工作面实际条件,设计水力压裂处理方案,确定起裂压力为5.3 MPa,设计压裂孔间水平间距3.0 m,压裂水压15 MPa。实践表明,水力压裂技术有效降低了坚硬岩层的完整性,提高了岩体的可切割性,保障了工作面的安全顺利推进。该技术具有借鉴、参考意义。

关键词： 热电锅炉   能量转换   数值模拟   智能优化  

摘要： 针对热电锅炉运行节能优化问题,以某热电厂超临界机组锅炉为研究对象,分析热电锅炉能量转换过程与系统能效;通过热力学计算和数值模拟,构建包含热力循环系统、燃烧过程和空气动力学的多维度数学模型,并在此基础上建立多目标约束下的运行参数寻优模型;在工程实践中,对600 MW机组配套锅炉进行本体与辅机系统技术改造,开发智能监测与控制系统。结果表明,改造后锅炉热效率从91.2%提升至93.5%,年节约标准煤4 650 t;探索了基于数字孪生的预测性维护和自适应优化控制系统等技术,为热电锅炉节能优化提供了参考。

关键词： 薄壁锥筒件   法兰   塑性成形   数值模拟   等效应变  

摘要： 目的针对带法兰薄壁深锥筒件中法兰与筒壁壁厚差大、筒体高度与直径比大导致的成形困难问题,开发一种制备带法兰薄壁深锥筒件的成形工艺。方法在不同成形方案下进行Deform-3D有限元模拟,对比不同工艺成形过程中的金属流动规律,得到适合带法兰薄壁深锥筒构件的成形工艺,并对成形过程中的关键参数进行优化。最终进行试验试制,验证成形方案的可行性。结果通过对比分析得出“预制法兰-复合挤压”成形工艺的成形效果最优,利用有限元模拟优化结构参数,得出当凸缘厚度H=40 mm、锥面上端圆角半径R=10 mm时,挤压件具有最合适的凸缘形状与应变均匀性,并在3000 t压力机上成功试制。结论由有限元模拟优化结果可知,与翻边工艺以及镦粗成形法兰工艺相比,“预制法兰-复合挤压”成形工艺显著降低了带法兰锥筒件成形过程中法兰部位的成形难度,同时实现了构件法兰部位凸缘形状的调控,降低了成形过程中的载荷。在3000 t压力机上成形了筒壁直径430 mm、凸缘直径536 mm、凸缘厚度48 mm、挤压件高度1350 mm的带法兰薄壁深锥筒件。

关键词： 小井间距双井盐穴   井口间距   循环内压   管柱单元   数值模拟  

摘要： 地下盐穴的稳定性研究对于我国地下储气库的广泛应用具有重要意义。通过FLAC3D模拟软件从体积收缩率、腔体顶板沉降量、相对塑性区体积3个角度探究井口间距和循环内压对盐岩储气库运行稳定性的影响,结果表明:井口间距为12 m或14 m时,双井溶腔运行30年后仍具有较好的长期稳定性;循环内压的变化会显著影响腔体的顶板沉降量等指标,综合考虑双井溶腔的运行安全性和经济性,建议储气库运行期间最低运行内压不低于8 MPa。讨论了井口间距对管柱单元沉降量及周围相对塑性区体积的影响,结果表明:在不超过20 m的情况下,井口间距的变化对管柱单元的影响不大。

关键词： 聚乙烯导线   变压环境   熔融滴落行为   数值模拟  

摘要： 导线火蔓延行为的研究对于核电站、航空航天、高压氧舱、高海拔等变压环境的防火安全具有指导意义。该文通过自建实验台研究了聚乙烯(PE)导线在40～500 k Pa变压环境下的火蔓延及熔融滴落行为,获得了导线火焰形态、质量损失、火蔓延速度及熔融滴落次数等数据,采用Fluent软件中流体体积(VOF)法和焓多孔介质法建立滴落过程模型以模拟导线熔化和动态行为,分析聚乙烯熔化滴落过程中速度、压力、温度随时间的分布规律。结果表明:1)当压力值由40 k Pa增至500 k Pa时,导线的火焰高度增幅达76%,火焰宽度降幅为31%;当氧气体积分数由21%增至30%时,火焰高度增幅更为明显。此时火蔓延速率和质量损失速率加快。2)氧气体积分数为21%时, PE导线在40～80 k Pa出现熔融滴落现象,火焰形态稳定;而当氧气体积分数为30%时,压力超过60 k Pa后则无滴落现象。3)模拟中PE在被加热4.4 s熔融液滴开始滴落,在重力作用下与主体分离,最大速度约22 cm/s,此时周围气流呈螺旋运动。研究结果可为变压环境下PE导线火灾发展预测及防控提供实验基础。

关键词： 漂浮式风机   共享系泊   全耦合分析   数值模拟   动力响应  

摘要： [目的]为研究漂浮式风机共享系泊系统在作业工况和停机工况下的耦合动力特性。[方法]基于上海交通大学自主设计的SJTU-SPIC10MW半潜型漂浮式风机,提出漂浮式风机共享系泊系统概念并建立数值仿真模型,采用“气动-水动-控制-结构-系泊”全耦合分析方法,开展风浪流联合作用下共享系泊系统耦合动力响应特性研究。[结果]数值仿真结果表明:共享系泊对风机的纵荡和纵摇运动影响较大,但系统风机的纵荡和纵摇运动响应均符合规范要求;共享系泊会使额定工况下风机机舱加速度增大,极端工况下机舱加速度减少;共享系泊系统会引起系统迎风侧系泊缆较大的系泊载荷,但可以减少系泊成本。[结论]研究成果可为漂浮式风机共享系泊系统的设计提供一定参考。