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关键词： 自升式养殖网箱   桁架式桩腿   数值模拟  

摘要： 基于Ansys有限元软件对X型、双K型、K型等3种桁架式桩腿构型进行数值模拟,研究在风暴自存工况下3种结构型式桩腿的应力和位移情况。结果表明:3种桁架式桩腿应力均小于许用应力,满足安全要求;桩腿最大应力均位于桩腿与桩靴连接处,最大位移均出现在自由端;在3种桩腿中,X型桩腿的最大应力和最大位移均最小,并且沿水深应力变化幅度较小。研究成果可为我国深远海自升式养殖网箱的工程应用提供设计参考。

关键词： 露天转地下   上向进路式分层充填法   挂帮矿   数值模拟   回采顺序   稳定性分析  

摘要： 为充分回收挂帮矿资源,达到挂帮矿安全回收的目的,以四川大陆槽稀土矿开采为工程背景,提出采用上向进路式分层充填方式开采,通过高强度充填体保证边坡稳定性。采用数值模拟方法,验证上向进路式分层充填方式开采的合理性,分析不同分区回采顺序下的边坡变形位移程度,优化挂帮矿回采顺序,并对回采过程稳定性进行分步验证。研究结果表明:露天边坡的安全系数由1.293降低至1.256,但仍在安全范围内,边坡不会发生大规模失稳;相较于其他回采顺序,方案2(区域2→区域1→区域3)发生的位移变形最小,对边坡稳定性影响较弱;回采分步验证出现集中塑性区域,但面积较小,不会发生大面积破坏。研究成果可为类似矿山挂帮矿安全回采提供一定指导与参考。

关键词： 冷缩电缆   终端绝缘   高频电压   阻性发热   表面温升  

摘要： 本文研究高频谐波电压对冷缩电缆终端的影响,特别是热点形成与电场分布的关系。通过高频谐波电压电热老化试验装置进行实验,并结合有限元分析法进行数值模拟,发现随着频率增加,应力均匀型终端局部地方形成明显的热点,热点温度进一步升高,而几何型终端温度变化不明显。研究表明,应力均匀型终端的热点位置与电场集中点相对应。本文成果对于开发耐高频电压冷缩终端具有重要意义。

关键词： 旋风分离器   流场   数值模拟   分离效率   压降  

摘要： 为了直观模拟旋风气水分离器内流场并评估分离性能,以伊普思实业有限公司旋风分离器为例,运用Fluent软件对其进行全三维数值模拟。选择雷诺应力湍流模型得出旋风分离器内部气水两相流的运动情况和分布规律,并详细分析了不同工况和分离器尺寸对进出口压降和分离效率的影响。结果表明:在起旋器的导向作用下,压缩空气螺旋向下运动,形成外旋流,随后向中间区域聚集,从出口排出,对于10μm及以上的大颗粒液滴,分离效率接近100%。入口流量和管径对进出口压降影响较大,对于流量较大的工况,适当增加分离器高度或管径有利于降低进出口压降。

关键词： 锈蚀钢筋混凝土柱   钢筋屈曲   混凝土破坏   抗震性能  

摘要： 结合纵筋受压非线性本构模型及受压等效屈曲长度计算理论,建立了考虑锈蚀钢筋屈曲效应的钢筋混凝土柱模型,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:考虑锈蚀钢筋屈曲效应的钢筋混凝土柱延性系数与耗能模拟平均误差相对不考虑屈曲效应的更小,误差分别降低了10.09%、8.16%;锈蚀率从0%提升到15%时,钢筋混凝土柱的屈服位移、极限位移、延性系数降低幅度可达28.78%、40.91%、22.97%;轴压比在一定范围内增大能增强锈蚀钢筋混凝土柱的承载能力,但超过某一临界值时,锈蚀钢筋混凝土柱承载能力会呈现下降趋势;当剪跨比从3增大到5时,锈蚀钢筋混凝土柱的屈服荷载、极限荷载呈现下降趋势,而屈服位移、极限位移呈现上升趋势,延性系数最高增大了29.49%。

关键词： 太阳能电池等效电路   多物理场仿真   数值模拟   修正节点法   牛顿法  

摘要： 当前,在太阳能电池仿真领域,普遍采用漂移扩散和等效电路模型相结合的方法预测太阳能电池的性能并提供优化方案.但是,等效电路模型无法精确量化各复合损失对太阳能电池效率的影响,同时由于节点数限制,SPICE等商业软件亦无法对大规模太阳能电池组件进行高效仿真。针对任意太阳能电池组件仿真,该文提出了四参数等效电路模型和基于修正节点法、多维牛顿法的电路仿真算法,并在非线性元件等效、多维牛顿迭代、约束条件等方面进行数值优化,实现了高精度快速仿真。

关键词： 结焦特性   高灰分生活垃圾   结焦预测   数值模拟  

摘要： 针对村镇生活垃圾灰分含量高、热值低、焚烧发电过程易结焦等问题,本文以河北保定涞水某日处理量为500 t的机械炉排垃圾焚烧炉为研究对象,通过对村镇生活垃圾进行采样分析,探究其组分特点。对垃圾焚烧炉内飞灰、炉底渣、喉口壁面焦块以及垃圾中的灰土成分进行采样并测量其灰熔点。基于垃圾焚烧炉结构特征以及当地生活垃圾组分和热值,采用FLIC和Ansys Fluent软件模拟了沿炉排运动方向水分蒸发、挥发分释放、挥发分燃烧和焦炭焚烧过程,以及炉膛内温度场、速度场和浓度场的分布情况,并与实测数据进行对比分析。结合炉膛内的结焦部位、焦块形状和结焦程度,分析了影响垃圾焚烧炉结焦的主要因素,并通过调整前、后拱二次风配比来降低设备结焦的风险与程度。灰熔点测试结果表明,其中3种炉内灰样的半球温度与流动温度均接近1200℃,略低于灰土成分以及处理后的飞灰。炉内焦样中主要成分是辉石,占比51%;其次是钙(钠)长石与透长石,共占30%。模拟结果表明,前拱风速与后拱风速分别为41 m/s与38 m/s时,炉内喉口与前后拱区域气体流场与温度场分布最均匀,气体对前拱的冲刷与喉口处的回流区现象好转,对结焦现象的抑制效果最好。研究成果对于预测和减缓垃圾焚烧炉结焦、提高锅炉热效率和运行经济性等,具有重要的指导意义和工程应用价值。

关键词： 热-流-固耦合   青海共和干热岩   采热效率   数值模拟  

摘要： 建立了热-流-固全耦合模型,考虑了流体压力变化和温度变化引起的储层变形、受储层变形影响的储层孔隙率、渗透率和断层裂隙开度、受温度控制的流体性质(密度、黏度等)和流体流动引起的热传导,以青海共和GR1井为例,研究了定流量和定压力两种典型生产模式下,储层渗透率、断层渗透类型对于地热资源(干热岩)开发过程的影响。研究结果表明:(1)定压力生产模式下,阻隔型断层降低了地热开采效率,提升热储层渗透率可以大幅度提高地热开采效率,但是过高的渗透率会造成资源浪费,不利于持续性开采;(2)定流量生产模式下,地质因素对地热开采效率的影响很小,开采效率主要由注采速率决定;(3)从安全角度看,在定流量模式下,过小的渗透率和阻隔型断层会引起很大的孔隙压力响应,导致一系列施工安全问题;(4)对于青海共和地区的地热开采,应综合考虑开采效率和施工安全,建议若采用定压生产模式,需将储层渗透率改造至1×10^(-13)—1×10^(-12)m^(2)的范围内,若采用定流生产模式,需将储层渗透率改造为1×10^(-13)m^(2)以上,且两种生产模式都应避免注水井与生产井之间存在阻隔型断层。

关键词： 城际铁路   深埋高水头   复合型密封垫   防水性能   数值模拟  

摘要： 城际铁路受地形条件制约,盾构隧道工程常处于深埋高水头环境中。盾构管片密封垫的防水效果是影响工程质量的重要因素,文章依托深大城际铁路大运站—坪山站区间工程,采用ABAQUS有限元分析软件研究盾构管片密封垫的构型、接缝张开量及错台量对接头防水的影响,并开展室内浸水试验测试密封垫的防水性能。研究结果表明:密封垫数值模拟结果与室内试验规律基本一致,密封垫防水性能受到材料组成、接缝张开量、错台量等因素的综合影响,受材料组成的影响最为显著,复合式密封垫防水效果较单一材料密封垫好;随着接缝张开量、错台量的增大,密封垫的防水效果急剧下降,密封垫错台10 mm、张开6 mm为控制工况,张开量、错台量超过控制工况则不满足防水要求。

关键词： “墩式连拱”   充填支护   数值模拟   力学模型   灵敏度分析  

摘要： 针对老空场的特点,提出“墩式连拱”充填支护处理老空区的新思路,通过FLAC的数值计算,验证了“墩式连拱”充填支护在老空区的应用是可行的。在此基础上,提出了“墩式连拱”充填体在横“OX”临界层破断状态下的承载力计算公式。计算结果显示,“墩式连拱”最小抗压承载力取决于关键层厚度、基本顶厚度等12项因子。通过Morris筛分法,选择8个因子对“墩式连拱”最小抗压承载力的敏感性。结果显示,关键层厚度、基本顶厚度、关键层极限垮落步距等对“墩式连拱”最小抗压承载力具有重要的作用;“墩式连拱”的最小抗压承载力受“O-X”破断顶板断裂角和基本顶固结长度的影响不大。“墩式连拱”充填体的施工模式为该地区的充填体施工奠定了一定的基础。