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关键词： 锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)   绝缘体上硅(SOI)工艺   单粒子瞬态(SET)   单粒子效应(SEE)   计算机辅助设计技术(TCAD)  

摘要： 锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)具有优异的低温性能以及抗总剂量效应和位移损伤的能力,但是其对单粒子效应(SEE)较敏感。利用计算机辅助设计技术(TCAD)构建了SiGe HBT模型,研究了衬底类型、重离子入射位置、器件温度和重离子线性能量转移(LET)值对SiGe HBT单粒子瞬态(SET)效应的影响。研究结果表明,集电极/衬底结及其附近是器件的SET效应敏感区域,绝缘体上硅(SOI)工艺的引入有助于提高SiGe HBT的抗SEE能力。此外,载流子迁移率与自由载流子浓度是影响器件SET温度依赖性的最主要因素,随着温度进一步降低至极端低温,杂质不完全电离的影响也愈发凸显。随着LET值升高,SOI SiGe HBT的SET效应显著增强。尤其在低温与高LET耦合作用下,器件的SET电流峰值和电荷收集量远超在其他辐照条件下的。

关键词： 超临界CO_(2)   非对称翼型   场协同   火积耗散   数值模拟  

摘要： 印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)具有高效紧凑的特点,可用于超临界二氧化碳(CO_(2))布雷顿循环发电系统。以超临界CO_(2)为工质,使用流固耦合数值模拟方法研究了对称翼型以及不同倾角的非对称翼型翅片结构对PCHE通道的流动与换热特性的影响。运用场协同原理分析不同翼型翅片强化换热机理,并使用综合评价标准和火积耗散数对不同翼型通道的流动传热性能进行综合评价分析。根据数值计算结果,拟合出雷诺数在4000~20500的努塞尔数和摩擦因数的经验关系式。研究结果表明,在计算工况内非对称翼型通道j因子及f因子均大于对称翼型,非对称翼型翅片倾角的增加使通道内j因子及f因子均增大,f因子对倾角的敏感性大于j因子。非对称翼型倾角的增加改善了通道内速度场与温度梯度场的协同性,降低了冷热通道传热过程中的热损失。倾角为0°~20°的非对称翼型翅片换热通道综合性能的最优。

关键词： 地裂缝   先盾后扩   旋喷桩加固   数值模拟  

摘要： 为研究地裂缝发育地铁隧道区间“先盾后扩”施工在不同加固方案下地层及结构的稳定性,研究以西安地铁府君庙村站至祝村站区间扩挖段为工程背景,采用FLAC3D软件建立三维隧道模型,从地层变形规律、初期支护变形规律、初期支护应力分布特征等角度进行了分析,通过数值模型对不同施工方法的控制效果进行了分析。

关键词： 翼型   尾缘开裂   气动性能   静力结构   数值模拟  

摘要： 为探究风力机叶片翼型尾缘开裂对翼型气动性能及静力结构的影响,以S809翼型为研究对象,分析了尾缘开裂高度和深度对翼型气动参数及内流特征的影响,探讨了翼型尾缘等效应力及振动特性的变化。结果表明:翼型失速前,尾缘开裂后翼型的气动性能远低于原翼型,且开裂高度对翼型气动性能的影响大,而开裂深度的影响很小,但开裂深度对翼型静力结构的影响要大于开裂高度的影响;尾缘开裂高度增大,改变了翼型尾缘气动外形,导致失速前翼型的气动性能大幅下降,但失速后气动性能略微提高;增加开裂深度,使得翼型尾缘厚度增加,与较小开裂深度翼型相比,气动性能小幅提升;尾缘开裂后,增大了尾缘等效应力,且在固有频率范围内发生共振的概率增大。

关键词： 空化   射流清洗   空化喷嘴   异形中心体喷嘴   双腔室自激振荡喷嘴   数值模拟   射流实验  

摘要： 为探究不同结构形式喷嘴的空化效果和射流清洗能力,本文设计了一款异形中心体空化喷嘴,通过数值模拟揭示了该喷嘴的空化过程和气相分布情况;并以喷嘴出口的含气率、出口速度等参数为评价标准进行了尺寸参数优化;通过对外流场射流冲击力计算探究了最佳靶距位置。开展空化射流实验,测得冲击力的变化规律与模拟结果一致;与文献中的双腔室自激振荡喷嘴进行实验对比,发现异形中心体喷嘴在空化气柱范围、射流冲击力方面更具优势,且最佳作用靶距较远,更适用于实际工程清洗。本文可对清洗用空化喷嘴的设计提供参考。

关键词： 首采面回采   覆岩运移   数值模拟   现场观测  

摘要： 首采面回采期间覆岩运移规律的研究对提高矿山安全性和作业效率具有重要价值。以长平煤矿六盘区6301首采面为研究背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测对首采面回采期间覆岩运移规律进行研究。研究表明,6301工作面回采至40 m时,老顶发生初次破断,超前支承压力影响范围为超前工作面85 m以内。首采面垮落带高度为20~30 m,裂隙带高度为30~40 m,弯曲下沉带延伸至距工作面顶板50 m及地表。现场观测表明,“见方”期间压力普遍高于正常回采期间。直接顶初次垮落步距在11.8~15.1 m之间,基本顶初次来压步距在28.6~35.2 m之间,基本顶周期性来压步距为12.81~25.1 m。

关键词： 水闸闸址   规模   选定   研究  

摘要： 沿海地区某排涝挡潮水闸建成于1972年,至今已运行了50多年,期间经历过两次维修加固和改建,目前仍存在诸多病险和运行安全隐患,对其进行拆除扩建是水闸自身除险的需要。对水闸拆除扩建过程中的闸址方案和水闸规模两个关键方案设计进行研究,其研究思路和方法可为类似工程提供借鉴。

关键词： 生态修复   成效评估   数值模拟   海洋环境   影响分析  

摘要： 针对现有研究鲜有大尺度区域海洋生态修复项目实施对海洋环境影响分析的具体实践案例和相关探讨，文章以山东省朝阳港大尺度区域海洋生态保护修复项目为例，通过工程建设前后数值模拟，预测分析了该项目对海域水动力、海底冲淤和纳潮量的影响。结果表明：工程建设对潮流影响范围主要集中在潟湖内，其中，工程后潟湖口门处和潟湖内养殖池拆除区域流速增大，变化量不超过0.4 m/s，其余区域流速变化较少，减小量为0.05～0.15m/s；工程后在朝阳港沙嘴处出现侵蚀，侵蚀程度最深处为0.08 m/a；相比较工程前，工程后增大的纳潮量变化率为0.05～0.15。研究表明，朝阳港海洋生态保护修复项目建设对周边海域流速和流向影响较小，工程周边海域整体冲淤趋势与工程建设前变化不大。工程实施后，项目区域纳潮量的相关特征参数以发生增大的变化为主，小潮变化率最大，大潮变化率最小。该研究成果可为同类型海洋生态保护修复项目评估理论和实践研究提供参考。

关键词： 激光熔覆   温度场   数值模拟   表面形貌  

摘要： 为了研究石油无磁钻具表面激光熔覆镍基合金的涂层形貌和温度场的关系,建立了基于Ansys-Workbench有限元的316L不锈钢基体表面激光熔覆Ni60合金的温度场仿真模型,模拟不同工艺参数下316L不锈钢基体表面激光熔覆Ni60合金的温度场变化规律,研究了不同激光功率、轴转周期、光斑半径对熔覆层与基体结合区域温度、熔覆层边缘温度、基体熔池深度、重熔区的影响。结果表明:在激光功率1400W,轴转周期60r/min,光斑半径1.5 mm的条件下,激光熔覆的重熔区深度为0.22 mm,冶金结合效果最佳。采用实验验证了最佳工艺参数下单层单道熔覆层表面形貌分布与有限元仿真模拟的熔池基本一致,证明仿真模型较为准确可靠的反映激光熔覆过程中的温度场分布。

关键词： 输水隧洞   多层衬砌   内衬钢管   上浮特性   自密实混凝土   分层浇筑模型   数值模拟  

摘要： 为探究盾构输水隧洞多层衬砌内衬钢管在自密实混凝土浇筑施工期间的上浮特性,确保工程施工安全和稳定运营,依托珠江三角洲水资源配置工程,采用数值模拟对自密实混凝土浇筑施工中的钢管上浮变形进行了研究,基于应力平衡原理提出了自密实混凝土分层浇筑模型,进一步通过数值模拟和现场监测进行验证。结果表明:钢管在未浇筑混凝土时,因自重作用下沉,最大下沉量为22 mm,自密实混凝土的浇筑会抑制钢管的下沉现象;但当自密实混凝土浇筑高度过高时,钢管出现显著上浮,浇筑高度2.4 m时上浮量达到59.1 mm。通过建立自密实混凝土分层浇筑模型提出了浇筑高度建议值,经验证,模型合理,可为工程提供理论指导。