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关键词： 深基坑工程   数值模拟   注意力机制   反向传播   遗传算法   粒子群算法  

摘要： 针对单一反向传播(Back Propagation,BP)神经网络预测基坑开挖变形时泛化性差及容易出现局部最优解的问题,分别采用遗传算法(Genetic Algorithms,GA)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)进行优化,并融合注意力机制(Attention)组合成GA-Attention-BP和PSO-Attention-BP神经网络模型.依托南京双子座基坑工程,采用PLAXIS 2D模拟了680组不同工况下围护结构及地表的变形特征,并结合20组南京地区基坑实测监测数据作为数据集,以均方误差(Mean Squared Error,MSE)、平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)和决定系数(RSquare,R2)作为评价指标,将不同神经网络的预测值和实际监测值进行对比.研究结果表明:GAAttention-BP和PSO-Attention-BP的MSE分别为3.47和3.22,MAE分别为1.59和1.47,R2分别为0.93和0.96,较BP和Attention-BP神经网络有较大的性能提升,预测效果较好;基于注意力机制的权重分配结果表明,基坑深度和地下连续墙的宽度对围护结构变形的影响最为显著,其权重系数分别高达1.33和1.17.

关键词： 含油污泥   减量化处理   现场试验   计算流体动力学   正交试验  

摘要： 为了提升含油污泥减量化处理效果并优化运行参数,基于含油污泥组成特点和现场试验流程,研究了现场试验样品检测方法。通过计算流体动力学软件对卧螺离心机的内流场和处理效果进行数值模拟,依据数值模拟结果分析了相体积分数和速度分布特点,并采用正交试验进行方案设计。结果表明:适当增加卧螺离心机转鼓柱段长度、降低进料量可有效提升含油污泥减量化处理效果;通过正交试验方案设计,确定最优运行参数为转速2339 r/min、差速10 r/min、进泥量7 m^(3)/h,处理后含油污泥含水率由95.3%降至52.7%。研究结果对含油污泥减量化处理运行和降低处理成本具有指导意义。

关键词： 锅炉   模具   制造过程   数值模拟   工艺参数  

摘要： 通过构建锅炉焊接接头和模具冷却系统的数值模型,结合模拟退火(SA)算法,对制造过程中的关键工艺参数和设计方案进行了优化。研究结果表明,优化后的焊接工艺和冷却系统设计方案显著提高了锅炉焊接接头的力学性能和模具的冷却效率,有效减少了制造缺陷,提升了产品质量和生产效率。数值模拟与优化技术在锅炉与模具制造过程中具有显著优势,为制造业的技术创新和产业升级提供了有力支持。

关键词： 基坑工程   空间有限元模型   地连墙水平位移   地表沉降   修正剑桥本构  

摘要： 基坑开挖卸荷会引起地连墙水平位移与坑外地表沉降。为了准确分析地下连续墙水平位移与地表沉降规律,利用数值模拟结合现场实测的方法,对基坑开挖变形进行系统研究。建立基坑开挖的空间有限元模型,采用修正剑桥本构,计算基坑开挖引起的地连墙水平位移与坑外地表沉降。通过对比基坑现场实测数据,验证数值模拟的合理性,进一步研究地连墙厚度、地连墙弹性模量、钢支撑弹性模量以及空间效应对基坑变形的影响,形成系统的基坑开挖变形预测体系。研究结果表明,增大地下连续墙厚度、墙体弹性模量及钢支撑弹性模量均能显著减小墙体水平位移和地表沉降,其变化规律与实际工程经验一致;基坑变形存在明显的空间效应,坑角处变形量最小,随着与坑角距离的增加,墙体位移与地表沉降逐渐增大,当达到一定距离后趋于稳定。

关键词： 岩溶隧道   突涌水   运动特征   动力黏度   数值模拟  

摘要： 隧道突水是岩溶地区隧道建设中主要的地质灾害之一。针对充填型岩溶隧道突水发生后灾害介质在隧道内的流动形态,建立了数值分析模型,研究了涌出物在隧道内的运移过程,并分析了突水压力和突水介质黏度对其运动特征的影响。结果表明:突水涌出物在隧道内的迁移过程可分为射流进入隧道、涌出隧道洞口前、涌出隧道洞口后3个阶段,介质黏度对涌出隧道洞口后阶段影响较大。突水涌出物在隧道内的运动及速度变化主要是由压力驱动,速度在突水口附近最大,洞口附近次之,隧道中间部分最小,总体上随水压力增大而增加,随介质黏度增大而减小。突水介质黏度越大,突水从发生到涌出洞口历时越长,但突水历时随突水压力增大而减小。突水历时和介质黏度的关系可用指数函数拟合,突水压力越大,突水历时随介质黏度增大而增加的速度越快。研究结果可丰富隧道突水运动的研究体系,并为灾害防治和救援提供一定的借鉴及理论依据。

关键词： 地铁   盾构隧道   暗挖车站   PBA法   数值模拟   监控量测  

摘要： 为解决有限地下空间范围内不同工程间空间位置冲突、施工工期矛盾等问题,新建工程近距离穿越既有或在建工程成为常态。以北京地铁某新建盾构隧道穿越在建PBA暗挖车站为背景,对盾构穿越施工自身风险和既有结构风险进行梳理并提出一系列结构加固措施,制定并实施专项监测方案以验证结构加固和风险控制效果,采用有限元软件模拟盾构隧道穿越PBA车站施工过程,得到穿越工程对既有结构造成的变形结果,采用现场监测数据对数值模拟结果进行验证,进而分析盾构穿越引起的PBA车站结构变形规律。研究表明,穿越前对PBA车站钢管柱顶端进行C35素混凝土回填、对小导洞拱部初支背后反复补偿注浆,穿越过程中动态优化盾构机施工参数,严格控制盾构姿态和推进速度,穿越后对第二层横通道初支下部进行注浆加固等工程措施可以有效降低盾构施工对周围土体和既有结构的扰动,确保施工风险安全可控。监测结果显示,钢管柱累计沉降3.8 mm,累计平面位移3.5 mm,小导洞初支向上隆起5.8 mm,拱顶累计最大沉降7.4 mm,各项变形指标均在安全可控范围内。

关键词： 双重预防机制   重大危险源   安全风险   事故隐患   水闸   水利工程  

摘要： 为科学合理辨识、监控水闸运行重大危险源,通过辨析危险源、隐患等术语,重新定义了水闸运行重大危险源,分析了《水闸运行重大危险源清单》中的不足,提出了应对辨识重大危险源的“临界值”作更为全面科学准确合理的描述界定,并在全面研读相关规范性文件的基础上,指出应排查重大事故隐患并将存在重大事故隐患“风险等级为重大的一般危险源”判定为重大危险源。研究表明,安全生产双重预防机制视角下应对危险源作狭义理解与定义,水闸运行重大危险源是水闸工程运行重大安全风险的载体,必须从源头上防范化解系统性安全风险和重大安全风险,保障水闸工程充分发挥防灾减灾救灾效益。

关键词： 细观随机模型   自适应网格重划分   等效塑性应变   应力集中   数值模拟  

摘要： 在土石混合体的细观弹塑性有限元分析中,为了能有效克服不规则块石附近的应力集中以及更好地捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区的计算精度,需要采用自适应网格技术,以避免加密网格时的盲目性。采用基于后验误差估计的自适应网格重划分算法,并结合Abaqus二次开发,编写了相应的弹塑性自适应有限元Python脚本,实现了土石混合体细观数值模拟的自适应求解全过程。通过将Python脚本应用于几类典型的二维土石混合体细观结构模型的数值模拟,验证了基于网格重划分算法的自适应有限元方法在克服应力集中及更好捕捉塑性区大的塑性应变、提高塑性区计算精度上的有效性和适应性。

关键词： 特低渗-致密油藏   体积压裂   增能渗吸   离散裂缝模型   多相多组分   数值模拟  

摘要： 特低渗-致密油藏采用大规模压裂和注水/化学剂增能的开发模式给数值模拟技术带来了新的挑战。通过离散裂缝模型表征复杂裂缝网络,考虑储层应力敏感和非线性渗流特征,耦合表面活性剂和盐的吸附、扩散效应以及二者作用下毛细管压力、相渗曲线和渗透压变化等机理,建立多相多组分渗流数学模型。通过自适应网格剖分方法实现裂缝显式表征,采用有限体积方法进行求解,“直井注—压裂水平井采”测试模型的模拟结果与商业软件计算结果一致,建立的基于离散裂缝模型的多相多组分渗流模型实现了复杂裂缝网络影响下特低渗-致密油藏开发模拟。研究结果表明,当基质和裂缝应力敏感较强时,储层压力的大幅降低将导致油井产能显著下降。特低渗-致密油藏开发应考虑储层非线性渗流特征,以准确评估开发动用范围和油井产能。通过添加表面活性剂适当降低油水界面张力,可提高增能渗吸效果。低矿化度引起的渗透压作用可在一定程度上提高增能渗吸效果,但增油效果有限。

关键词： 无人机   平尾结构   空气炮   数值仿真   损伤评估  

摘要： 评估无人机对空中其他飞行器的飞行安全威胁,必须开展无人机撞击飞行器结构的试验及数值仿真。基于研制的大口径异形空气炮发射测试系统,开展某轻型无人机与典型客机平尾结构的碰撞试验,采用LSDYNA软件建立相应的无人机撞击平尾有限元数值仿真模型,对比平尾动态响应及损伤形貌的计算结果与试验结果,采用数值仿真方法研究无人机的姿态对平尾结构撞击损伤的影响。结果表明:无人机撞击易对平尾前缘结构造成贯穿性损伤,俯仰和滚转姿态对平尾撞击损伤影响较小,航向姿态的影响较大,且无人机的电池在撞击过程中存在侵入平尾结构内部并引发爆炸起火的风险。