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关键词： 区域水资源   大气降水   土壤特征   降雨强度   数值模拟  

摘要： 大气降水是土壤包气带水分补给的主要来源,然而煤炭资源的开发极易造成潜水含水层储量和土壤水含量的变化。为深入探究矿区大气降水在包气带的入渗补给过程,在位于鄂尔多斯高原中南部的新街台格庙矿区进行原位监测试验,并结合土壤物性特征测试和数值模拟等方法,开展了不同深度土壤对大气降水的响应情况以及不同大气降水强度情景下的水分入渗过程研究。结果表明,研究区包气带土壤性质决定了大气降水的运移补给过程,1 h内10 mm降水量的最大入渗深度80 cm,且在55 cm以下深度形成稳定流带,形成有效补给。

关键词： 综采放顶煤   无煤柱开采   充填巷帮   数值模拟  

摘要： 在厚煤层开采过程中通常留设了区段煤柱进行护巷,这带来了煤炭资源浪费和巷道维护困难等问题。为了解决这类问题,本文提出了综采放顶煤工作面回采巷道内预制充填巷帮无煤柱开采方法,采用数值模拟方法建立了综放巷内预制充填巷帮无煤柱开采模型,研究了回采巷道掘进过程中围岩应力分布、位移变化以及塑性区分布规律。结果表明:回采巷道掘进会致使围岩应力重新分布,进而导致充填巷帮及实体煤帮应力增加;巷内预制巷帮充填体具有将大的支撑强度和抗变形能力,其变形量小于实体煤帮变形量;综放巷内预制充填巷帮无煤柱开采方法的应用可有效提高工作面回采率、减小巷道围岩变形,对无煤柱开采及巷道围岩稳定性研究具有重要意义。

关键词： 固体火箭超燃冲压发动机   气固两相流   横向射流   高速气流   两相数值模拟  

摘要： 从数值模拟方法、颗粒弥散特性和颗粒对流动的作用3个方面进行概述,回顾了近些年来国内外对高速气固两相横向射流数值模拟研究的进展。欧拉-拉格朗日方法是高速气固稀疏两相流研究的一般模拟方法,颗粒的分布受射流流动结构和颗粒自身性质影响,颗粒在射流流场中的优先聚集与气流密度和涡量相关,大颗粒的引入会改变射流的流动结构,且会削弱湍流强度。认为可进一步改进射流出口边界条件和数值方法以提高模拟的准确性;补充复杂构型和多工况的高精度数据,基于机器学习方法建立快速预测模型。

关键词： 感应加热   数值模拟   磁场屏蔽   系统优化   温度场  

摘要： 针对感应加热炉磁屏蔽环异常发热问题,以30 t坩埚型感应加热炉为对象,采用COMSOL有限元分析软件计算并通过试验验证了带磁屏蔽环感应加热炉的磁感应强度和磁屏蔽环的温度场分布规律。结果表明,通过调节磁屏蔽环与加热线圈的间距可以抑制磁屏蔽环的异常发热;增加磁屏蔽环的横截面积,可以降低其发热温度。通过数值模拟结果对比得到了优化方案:磁屏蔽环与加热线圈的间距为480 mm,磁屏蔽环横截面积为1000 mm^(2)。现场测量结果表明,磁屏蔽环设计优化后漏磁场的磁感应强度由20.21 mT减小到19.54 mT,且温度由338℃降低到267℃,在保证屏蔽效果的基础上,抑制了磁屏蔽环的异常发热。

关键词： 封闭式地下爆炸   数值模拟   地表振动   地震波  

摘要： 开展封闭式地下爆炸地表振动效应研究对于阐明地震波的传播特性具有重要意义。本研究利用Autodyn软件建立封闭式地下爆炸二维轴对称有限元模型,开展不同埋深和当量的深埋式TNT地下爆炸试验,用于验证数值模拟的准确性。结果表明,地表振动峰值速度随测点距离增加呈指数衰减,近距离衰减快、远距离衰减慢;相同比例埋深下,峰值速度随当量增大而增大;同一当量时,峰值速度随埋深增加而减小,且埋深对峰值速度的影响随测点距离增加而减弱。对比分析表明,在速度和加速度波形的峰值强度和持续时间上,数值模拟与试验的结果吻合度较好,速度峰值误差为10%~20%、平均误差为15.34%,加速度峰值误差为15%~30%、平均误差为19.47%,验证了数值模拟的有效性。本研究可为工程试验中爆炸地震波的传播特性分析及振动效应评估提供参考。

关键词： 大型油船   泊稳条件   船舶操纵模拟器   船舶运动   数值模拟  

摘要： 随着中国“一带一路”倡议的推进,船舶及港口的规模和数量不断增加,泊稳条件的研究愈加重要。基于船舶模拟试验,分析泊稳条件对船舶系缆系统的影响。通过建立船舶运动、环境载荷模型,模拟不同材质和直径的缆绳在复杂环境条件下的应力响应,验证了船舶操纵模拟器的精度和可行性。结果显示:系泊船的横摇运动是影响缆绳应力的关键因素;在一定范围内增加缆绳预张力或使用伸长率较高的缆绳可以有效减缓缆绳应力;浪高对缆绳应力的影响显著,尤其在耦合波浪周期接近船舶横摇周期时。研究为港口设计和船舶靠泊提供了科学依据,并提出提高系泊系统稳定性的建议。

关键词： 汤家庵水库   土石坝   滑坡   抢险   加固   培厚  

摘要： 本文简要分析了荣成市汤家庵水库坝后坡在汛期出现滑坡现象的原因、抢险应对措施及效果,并对后期对大坝进行的加固工作和效果进行总结,针对本次险情提出了做好水库安全鉴定评估、严格执行水库调度运用方案、修订并完善原水库大坝抢险应急管理预案的建议,以期为类似水库抢险及加固工程提供参考。

关键词： 风力机尾流   三维代理模型   多孔介质   无人机测风   数值模拟  

摘要： 为研究风力机尾流风场特性,本文将风轮简化为多孔介质球体,提出了一种新的风力机三维代理模型。以河南省濮阳市某地区陆上风电场为研究对象,通过无人机测风系统采集风电场的自由流与尾流数据,以实测来流风场为入流条件,采用修正的湍流模型参数建立数值模拟模型,分析了风力机尾流在水平和垂直方向的分布特征。结果表明,通过设置多孔介质模型的阻力系数可有效模拟风轮对流场的阻力效应;水平方向的尾流风速和湍流度呈对称分布,且近尾流区的湍流分布呈现双峰形式,垂直方向的尾流则表现为非对称分布。在轮毂高度处,尾流风速在下游2倍风轮直径(2D)处削减为来流风速的46%;随着尾流向下游发展至6D位置处,逐渐恢复为来流风速的75%,同时湍流水平整体下降,叶尖高度的湍流增强效应也逐渐减弱。与实测数据的对比验证表明,模拟风速的均方根误差均在10%以内,湍流强度的误差大多在15%以内,说明所提出的代理模型能较为准确地计算尾流风速与湍流强度,为风力机尾流仿真的工程应用提供了新的思路。

关键词： 基坑变形   机理分析   数值模拟   支护方案  

摘要： 基坑开挖导致周边土体应力产生重分布,设计及施工不当易导致基坑失稳,破坏周边环境。针对基坑稳定性问题,分析不同加固措施下基坑周边土体变形演化特征,研究插筋、土钉和预应力锚杆,混凝土面层及绿色装配式面层对支护效果的影响机制。结果表明:(1)基坑随开挖深度的增加,土体水平位移逐渐增大,无支护措施、混凝土面层支护及绿色装配式面层支护下最大水平位移分别为48.63、31.08及31.05 mm;混凝土面层替换为绿色装配式面层后,水平位移变化较小,但最大水平位移出现位置产生变化。(2)随基坑开挖深度增加,周边土体隆起位移不断增大,采用插筋和土钉对二级放坡进行共同支护后,位移显著降低。(3)土钉和插筋支护可有效限制土体侧向变形,配合面层共同作用有利于维持基坑稳定。

关键词： 螺旋铺层   冲击损失   数值分析   复合材料   落锤冲击  

摘要： 为研究不同螺旋角度铺层对复合材料层合板抗冲击性的影响,使用了有限元软件ABAQUS对不同螺旋角铺层的复合材料层合板进行数值模拟,使用VUMAT子程序,运用三维Hashin失效准则对复合材料面内损伤进行模拟,使用cohesive单元对层间强度进行仿真,失效模型损伤准则使用二次名义应力准则,使用10 J和25 J的冲击能量对螺旋角度铺层的复合材料层合板进行数值模拟,得到复合材料损伤云图及落锤的能量变化等数据。结果表明,在纤维铺层总数相同的条件下,当螺旋角度小于10°时,随螺旋角度的增大,复合材料层合板的抗冲击性下降,受到冲击破坏的层合板能量吸收能力也随之下降,但螺旋角度过小导致纤维分布过于集中会使材料的变形程度加大;当螺旋角度大于10°时,由于纤维均匀分布到各个方向上,使应力可以沿纤维均匀传到到基体中,避免由于纤维铺设方向集中导致的应力集中,从而产生大变形;增加螺旋周期可以使冲击力在多周期的作用下均匀分散,避免某一方向的应力集中,减少大变形。当铺层层数固定时,在保证纤维方向足够均匀时,螺旋角度越小,复合材料层合板小能量的能量吸收率越高,增加螺旋周期可以减少复合材料层合板的冲击破坏变形。