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关键词： 高速离心雾化器   分配器   正交设计   数值模拟  

摘要： 为提高雾化器过流能力,降低流动损失,以PVC造粒用F100型雾化器为研究对象,采用正交设计方法结合CFD数值模拟技术对其重要过流部件—分配器进行优化设计。基于L9(33)正交表,选择分配器隔舌外流线直径、分配器隔舌角(与x方向夹角)、分配器流道深度作为优化变量共设计了9组方案,并模拟得出各组方案下隔舌位置处的总压值作为响应目标。通过极差分析,获得各参数对目标值的影响程度及最优组合方案。实验结果表明,优化后分配器的隔舌处能量损失较原来降低19.7%,主频脉动幅值下降19.3%,内部分离涡范围缩小,流动稳定性提升,效果明显。

关键词： 自燃“三带”   防灭火   数值模拟   现场监测  

摘要： 门克庆煤矿2102工作面正常涌水量541 m^(3)/h,最大涌水量855 m^(3)/h,属于高涌水工作面,高涌水会使采空区的遗煤被水浸泡形成浸水煤,浸水煤比起普通的煤体更容易发生自燃引起采空区火灾。为预防工作面采空区遗煤自燃的问题,以2102工作面为研究对象,主要以O_(2)为检测指标,通过现场实时监测和软件模拟2种方法结合,对工作面采空区自燃“三带”分布进行研究。在2102工作面的主运巷和回风巷布置束管,检测采空区内的气体成分含量,并建立2102工作面及采空区几何模型,利用Fluent软件对工作面的采空区自燃“三带”进行模拟,结合现场实测数据,验证模拟模型的可靠性。

关键词： 自由活塞斯特林发电机   气体燃料燃烧器   辐射换热   数值模拟  

摘要： 本文提出了一种新型的适用于自由活塞斯特林发电机的气体燃烧器结构,并开展了以液化石油气为燃料的燃烧耦合传热过程的三维数值模拟研究。首先分析了额定工况下的燃烧器内部流场、温度场以及热流密度分布特性,其次考察了液化石油气进口流量、喷嘴结构和空气预热温度对流动换热特性的影响规律。结果表明:在液化石油气流率为4.6 L/min、空燃比为29的额定工况下,发电机高温换热器的吸热量为3.82 kW,占总反应热的54.65%,对流换热与辐射换热占比相当。随着燃料流量和空燃比的增加,发电机高温换热器的吸热量均呈先增加后减小的趋势。计算中还发现,在特定吸热条件下提高空气预热温度使高温换热器的吸热量显著降低,而喷嘴结构则对吸热量影响较小。

关键词： 滇中引水工程   深埋隧洞   软岩大变形   数值模拟   开挖支护  

摘要： 软岩隧洞大变形控制是长距离引调水工程中难以避免的技术难题。滇中引水工程输水总干渠昆明段蔡家村隧洞埋深大,成岩年代久远,断层构造和节理裂隙发育,施工过程中软岩洞段频繁发生造成侵限换拱的大变形,对工程建设安全、进度和成本构成严重威胁。总结分析了隧洞建设过程中出现的大变形情况和原因,并以4^(#)施工支洞上游主洞段为例,通过数值仿真分析等手段,研究了大变形特征和处理措施的有效性,在此基础上提出了基于强度和强度应力比的大变形分级评价标准和包括开挖台阶、预留变形量、超前支护、一次支护和垫层等在内的综合处理措指南,有效解决了后续软岩洞段的大变形问题。研究成果可为类似地质条件下的隧洞建设提供经验借鉴。

关键词： 装配式钢结构   箱型节点   抗震性能   拟静力试验   数值模拟   参数分析  

摘要： 针对装配式箱型钢梁-柱的连接问题,提出了一种盖板箱型槽孔削弱装配式新型节点。通过2个足尺模型试验,分析该新型节点的破坏机理与抗震性能,并用试验结果检验有限元模型的有效性。在此基础上,分析了节点的不同参数对其抗震性能的影响。研究表明:提出的新型节点具有较好的抗震性能;塑性铰出现在槽孔削弱处,防止了脆性破坏;槽孔长度变化对节点抗震性能影响较小,但当槽孔向柱端靠近或槽孔宽度扩大时,均会造成节点的承载能力和耗能性能降低。因此,建议将槽孔削弱区设置在距离盖板较远的位置,并尽可能缩减槽孔的长度和宽度;盖板厚度变化主要影响节点的刚度与总耗能,提高盖板厚度均会使总耗能增长,建议将加强盖板设置为短厚型。

关键词： 质子交换膜燃料电池   分支流道   数值模拟   电流密度  

摘要： 质子交换膜燃料电池因其效能高与环境友好等特点,展现出极为广泛的发展潜力。其中,流道作为燃料电池不可缺少的关键部件之一,其结构尺寸对气体运输、液态水的去除有着极为重要的影响。以传统分支直流道为基础,提出了R1、R1.5、R2三种不同半径的分支波浪形流道并建立三维多相、非等温数值模型,对比分析了4种不同流道电池的电流密度、气体传质、除水能力以及流道内压降大小。研究结果显示,相较于传统的分支直流道设计,分支波浪形流道能够有效地改善电池内部的气体传输、除水效果和输出性能,其中R1效果最好,当输出电压为0.55 V时,电流密度提升3.52%,但随着半径的减少,流道内压降会逐渐增大。

关键词： Python   Vpython   二维运动视觉分析软件   数值模拟  

摘要： 本文利用自主研发的二维运动视觉分析软件来代替人眼进行观察物体的运行过程并输出运行结果,利用Vpython进行数值模拟。先使用二维运动视觉分析软件对经典的“单摆”实验和“球面摆”实验进行研究,再对“双球摆”实验展开研究;基于微分方程采用欧拉法和四阶龙格库塔法用Vpython对运动轨迹、能量时间关系以及相空间进行数值模拟;对比实验和数值模拟结果,二者相辅相成,可以极大地降低实验验证次数和节约经济和时间成本。将这种综合方法应用于物理教学,不仅可以从不同角度丰富学生对物理“摆”动系统的理解,而且也通过对能量守恒和动力学稳定性的深入分析,激发了学生对物理学深层次现象探索的兴趣。本文的研究对于提高学生的实践能力、探究能力和信息技术应用能力具有重要意义,为未来在更广泛的教育层面推广Vpython作为教学工具打下了坚实的基础。

关键词： 软岩巷道   蠕变损伤   数值模拟   时效规律   支护设计  

摘要： 软岩巷道在长期载荷作用下易发生蠕变损伤,影响其稳定性。通过现场勘查及室内试验分析巷道软弱围岩力学及蠕变特性,构建软岩非线性蠕变损伤模型,并通过UDEC数值计算验证其合理性,研究分析了软岩巷道变形的时效规律,在现有支护的基础上提出了优化支护方案,并应用于现场工程。研究表明:巷道围岩蠕变试验中蠕变速率和变形量随应力增加而提升,且稳态蠕变的过渡时间延长;采用UDEC软件数值求解蠕变损伤模型,通过数值计算得到软岩加速蠕变曲线与试验曲线吻合,验证了模型的可靠性;蠕变导致围岩变形与裂隙范围不断扩大,暴露出现有支护系统的不足;优化方案通过增加并加长锚杆同时引入预应力,增强了支护系统的协同控制能力与稳定性。深入研究软岩蠕变损伤特性及其时间演化规律对于优化支护与保障工程安全具有重要意义。

关键词： H型钢   焊接   残余应力   数值模拟  

摘要： 热轧H型钢具有出色的力学性能与施工便利性,被广泛用于大型厂房钢结构中。采用ABAQUS软件对某大型存储仓库中的大尺寸H型钢柱的对接焊缝进行了热传递分析与应力计算。该计算围绕截面设置了8条焊缝,建立了全尺寸几何模型,并进行高精度网格划分,焊接热源采用双椭球热源模型。根据结构温度与应力计算结果,翼缘板与腹板交界处的温度与应力随时间的变化较为复杂,腹板的不同水平位置的应力竖向分布存在显著差异。

关键词： 危险废物项目   地下水环境   影响评价   数值模拟  

摘要： 为准确评价信阳某水泥厂区危险废物项目对该区域地下水环境的潜在污染影响情况,本文在明确该区域水文地质情况下,概化出了项目所在评价区的水文地质概念模型,建立了数学模型及三维数值模型,并根据已有工程勘查资料对模型进行了调参计算,选定了石油类与重金属汞作为特征污染物,并采用调参后的数值模型对污染物运移结果进行了模拟分析,确定出了污染物影响范围、超标范围和运移距离。根据预测结果,各污染源泄漏情景下甘岗村生活用水井未受到影响,因此废污水泄漏对地下水环境影响较小,对评价区及周边村民生活用水井水质影响比较小。