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关键词： 高温平板热管   传热特性   数值模拟  

摘要： 文中使用金属钠作为高温平板热管工质,对高温平板热管的传热特性展开理论和实验研究。在不同倾角和不同加热功率条件下对热管传热特性进行实验研究与分析,结果表明,在不同倾角下,高温平板热管都有很好的均温性能,且增加倾角可以加速液态工质的回流,促进液体回流至冷凝段,增强热管的均温性能,而随着倾角增加,热管整体温度出现先降低后上升的规律。随着加热功率的升高,高温平板热管的传热性能越好,可以促进热管内部工质的蒸发冷凝循环,强化热管换热性能。同时,基于计算流体动力学采用等效热导率数值模拟方法,通过模拟结果与测点实验数据的对比可知,不同倾角工况下的误差在6.7%以内,不同加热功率工况下的误差在6.53%以内。

关键词： 盾构隧道   下穿施工   沉降变形   加固效果   数值模拟  

摘要： 依托成都轨道交通13号线杜甫草堂~青羊宫区间隧道工程,针对盾构下穿既有建筑物的特殊工况,利用FLAC^(3D)数值计算软件研究计算了盾构穿越施工过程的地面沉降及既有结构的沉降变形,并对地层注浆加固效果进行了分析。研究结果表明:(1)盾构下穿施工时,地表沉降值具有“滞后效应”;右线开挖完全时地表沉降达到最大,最大值约为4cm。(2)盾构下穿施工各个阶段地表沉降值不断增大,先穿越一侧的受影响程度和范围大于后穿越一侧。(3)不对地层进行加固的情况下,既有建筑物的沉降最大值出现在双线隧道完全开挖后,靠近盾构隧道的一侧沉降量比另一侧大1.5mm,建筑物存在不均匀沉降,影响结构安全。(4)注浆加固后,右线隧道开挖至建筑物中段工况下,地表最大沉降其相比加固前减少28.6%,建筑物最大沉降值降低至3.1mm,加固措施具有很好的工程效果。

关键词： 斜爆震发动机   斜爆震结构   气液两相燃烧   液滴粒径   稳定性   数值模拟  

摘要： 斜爆震发动机是飞行马赫数8以上的高超声速飞行器的理想动力系统之一。随着飞行马赫数降低,斜爆震波点火延迟时间延长,驻定范围减小。然而在低飞行马赫数附近斜爆震波仍存在稳定工作的区间。本文以一定预蒸发条件的煤油作为燃料,针对近速域下限马赫数6.5的气液两相煤油燃料的斜爆震波进行数值模拟,研究初始液滴直径对斜爆震结构稳定性的影响。研究结果表明:在相同的燃料总当量比下,两相煤油燃料中液相燃料蒸发吸热,化学反应速率减缓,斜爆震波从含有多处三波点和横波的活跃状态逐渐过渡为平整状态,斜爆震波结构稳定性提高。随着燃料液滴粒径的增大,燃料蒸发效率降低,起爆距离变长,斜爆震波后温度和压力下降,斜爆震波强度减弱。不同粒径下气液两相斜爆震波后燃料能量释放呈现出两种状态,粒径在10μm内时为二次燃烧状态,粒径在25μm以上时为单次燃烧状态。

关键词： 水平帷幕   基坑降水   涌水量   数值模拟  

摘要： 在含水层厚度大、透水性强的地区进行深基坑开挖时,易引发突涌、流砂、沉降变形等风险。为有效规避此类风险,可采用竖向防渗帷幕与水平封底防渗帷幕(HWC)形成“封闭式”地下水阻滞方案。本研究依托海太过江隧道江北岸基坑工程,综合考虑工作井HWC的渗透性、厚度和布设位置等关键设计参数,建立了三维有限元地下水运动模型。模拟分析了坑内、坑外降水两种模式下HWC的厚度、布设位置、渗透性等三个关键设计参数对工作井基坑涌水量的影响规律,结果表明:1)无论采用坑内还是坑外降水,HWC厚度对涌水量的影响均微乎其微;2)在坑内降水模式下,HWC的渗透性对基坑涌水量影响显著,渗透性越低,阻水效果越明显;3)在坑外降水模式下,调整HWC的布设位置将伴随基坑抗突涌安全系数的改变,总体而言,布设越深,安全系数越高,涌水量越小。

关键词： 侧穿建筑   铁塔桩基   隔离桩间距   数值模拟  

摘要： 基于南宁留村隧道盾构施工中侧穿工程地表建筑物220 kV南五线铁塔,采用数值软件模拟研究隔离桩的不同间距对隧道近接建筑物铁塔桩基的位移的影响,由数值软件模拟结果结合现场监测情况得出以下结论:提前对隧道周围设置隔离桩保护,可以有效降低铁塔桩基的沉降和水平位移;隔离桩桩间距减小,阻隔效果增强,间距减小到一定程度,阻隔效果增加不明显;隔离桩间距对管片受力值大小无影响;现场监测结果与数值模拟结果大致规律相同且数值结果相近,验证了此数值模拟模型和计算方法的可靠性。

关键词： 采空区   应力场   裂隙场   数值模拟  

摘要： 采用离散元分析软件3DEC模拟工作面回采过程,分析采空区上覆岩层应力场分布及演化特征。研究发现,在煤层上部0.59~9.59 m内,采空区两侧的煤柱与中部压实区域共同对上覆岩层提供了支撑,导致该区域应力水平相对较高,普遍维持在约50 MPa。随着与煤层距离的增加,两侧煤柱所承受的应力逐渐降低。同时,采空区中部由于受到回采活动的影响,出现了明显的卸压现象,压实区域减小,部分岩层受到拉伸作用,应力值由负转正。此外,回采过程中采动造成的裂隙发育呈现规律性,为气水流动提供了通道。冒落带主要由碎块状岩石组成,呈现出无规则堆积特征。回采结束后,采空区上覆岩石的垮落导致上部岩层逐步垮落并压实,与采空区前后的煤柱共同对上覆岩层起到了支撑作用。

关键词： 粉煤灰   减碳   分选   分离电场   模拟  

摘要： 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,具有很高的环保价值和利用价值。为了提高粉煤灰的利用价值,研究设计了一种非线性电场结构来对其进行减碳和分选。采用了数学模型来对电场内部粉煤灰颗粒的运动情况进行了分析,并构建了粉煤灰颗粒的离散元模型。基于非线性电场结构,设计了2种不同类型的分离电场模型,并构建了其各自对应的几何模型,通过有限元软件对几何模型进行了数值模拟。结果显示,曲线边界形成的场强更大。在不同风速下,模型A的正极板粉煤灰烧失量最大值和最小值分别为13.75%和10.25%,脱碳率最大值和最小值分别为42.11%和34.97%。设计的分离电场模型能够较好地对粉煤灰进行减碳和分选,研究结果可为提升粉煤灰的利用价值和环保价值提供技术和方法上的指导。

关键词： 泥石流   排导槽   进口渐变段   运动特征   数值模拟  

摘要： 进口渐变段作为排导槽设计时需要考虑的重要组成部分,其设计不当易引发泥石流堵塞、爬高等问题,致使防治工程失效。文中采用ANSYS CFX软件,探究了不同极限剪应力、收缩角度和槽身宽度下泥石流在排导槽进口渐变段运动特征的影响关系。研究结果表明:在相同试验条件下,泥石流流速与极限剪应力、收缩角度和槽宽均呈负相关关系;泥石流泥痕高度与极限剪应力、收缩角度呈负相关关系,而与槽宽呈正相关关系。基于推导的无量纲理论公式计算结果发现:泥石流流速变化率受收缩角度的影响最大,受槽宽的影响最小;泥石流泥痕高度变化率受极限剪应力的影响最大,受槽宽的影响最小。文中研究成果为排导槽设计提供了思路和参考,对实现更高排导效率具有借鉴意义。

关键词： 单柱固定光伏系统   数值模拟   风雪荷载   受荷特性  

摘要： 构建单柱固定光伏组件-支架-基础一体化三维数值模型,探究其在自重、风、雪和“风-雪”荷载下受力变形特征,揭示支架弹性模量、混凝土强度、檩条长度和桩基埋深等因素对其影响机制,并提出相应的优化设计建议.结果表明,在自重及风荷载作用下,组件近地端变形小于远地端;而在雪荷载和“风-雪”荷载作用下,近地端变形大于远地端,应力集中区均主要位于相邻电池板间,支架的最大应力主要集中在檩条与斜梁连接处,且均大于其屈服强度,不利于系统稳定性;组件、支架和桩基的最大位移与应力均随支架弹性模量、混凝土强度和桩基埋深的增大而减小,随檩条长度的增大而增大.因此,基于经济性与安全性,可以通过增加支架弹性模量、混凝土强度和桩基埋深,或减小檩条长度来提高系统稳定性.

关键词： 层化效应   悬沙浓度   粉沙   波流共同作用   REEF3D模型  

摘要： 准确描述波流共同作用下随波浪周期变化的粉沙运动,对于研究粉沙质海岸上的航道淤积、潜堤减淤等问题具有重要意义。采用通量边界条件描述泥沙悬扬,利用紊流模型中浮力项修正描述悬沙层化效应,基于REEF3D开源模型建立了波流共同作用下的粉沙运动模型。在构建的模型中,采用Navier-Stokes方程描述流体运动,k-ω模型描述紊流运动,水平集法刻画自由表面,速度入口造波和主动吸波法构建波流数值水槽,对流扩散方程描述粉沙运动。模型计算结果与收集到的实测数据进行了比较。结果表明:在不同波高的波流共同作用下,该模型均可较为合理地反映粉沙悬沙的时空变化规律。将模型应用于航道淤积计算,模拟结果与试验数据基本吻合。