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关键词： 连铸坯   角裂   拉速   数值模拟   二冷比水量  

摘要： 为了解决连铸机拉速提高后,20CrMnTiH小方坯频繁出现角裂的问题,运用数值计算分析角裂产生的原因是足辊区铸坯表面冷却过强,导致铸坯表面降温及回温较大。调整二冷比水量,将足辊区至二冷3区的水量分别降低19、21、15和8 L/min后,20CrMnTiH小方坯角裂0级比例由47.8%提高到100%,铸坯质量得到较大改善,保证了铸机生产的顺行。

关键词： 轨道交通   竖井   硬质岩层   有限元分析   施工技术  

摘要： 竖井作为城市轨道交通建设中的重要环节,施工时通常会面临特殊地质条件及复杂环境等情况,风险较大。以重庆市轨道交通15号线二期土建工程13标段竖井工程为依托,通过有限元软件MIDAS GTS NX对竖井开挖过程进行模拟,分析开挖后竖井支护结构及围岩的稳定性,并针对有限空间下硬岩地层竖井施工进行了技术总结。研究结果表明:随着开挖进行,下层支护结构受力不断减小,围岩竖向位移沿井壁向下不断降低,围岩最大应力出现在竖井底部未开挖中间位置。针对有限空间下硬岩地层小截面竖井开挖问题,选用旋挖钻引孔、倒挂井壁法施工,保证了施工效率和安全性。

关键词： 转炉   数值模拟   底吹元件   流量分配比   混匀时间  

摘要： 以某钢厂150 t复吹转炉为原型,通过数值模拟的研究方式从熔池钢液混匀时间、流场速度分布、低中高流速区域分布等多角度分析了不同底吹元件布置方式及内外环流量变化对熔池钢液搅拌行为的影响情况。结果表明:在内环偏角为15°时熔池钢液混匀时间最短,通过改变底吹元件内外环布置方式能够有效提高气体对熔池的搅拌能力。随内环偏角增大,流场分布逐渐变差,但内环元件偏转15°、30°能够显著改善钢液流动效果,缩短钢液混匀时间。其原因在于钢液整体产生了旋流流动,示踪剂扩散具有速度梯度,即使流速不高但混匀时间也大幅缩短。此外,内外环偏角的变化对活跃区影响最大,其次是弱流区,最后是交换区。在内外环流量比为1∶1时,通过实验数据拟合得出混匀时间与内环偏角之间的非线性关系为ΔТ=0.028 048+0.169 65×Δθ-0.043×Δθ^(2)。在底吹总流量不变的情况下,随着内环流量占比逐步增大,能够有效缩短熔池钢液混匀时间,提高整体底吹搅拌能力;增大外环流量占比,不能够提高底吹气体搅拌能力。

关键词： 综放工作面   小煤柱   回收率   数值模拟  

摘要： 塔山煤矿前期应用宽煤柱留设方案,设计留设煤柱38~42 m,存在煤炭资源损失量大、巷道变形严重等问题。鉴于此,采用理论分析、工程类比、数值模拟相结合的方法,研究确立了小煤柱留设技术,沿空侧煤柱宽度为8m,并在该矿8204工作面进行了实践应用。应用结果表明,该技术在不影响煤柱防火、瓦斯治理的前提下,实现了沿空巷道避开应力集中区域,同时实现了煤炭资源更大限度的回采利用。

关键词： 不耦合装药   孔壁压力   数值模拟   测试系统   现场试验  

摘要： 为了解不耦合装药时炮孔内孔壁压力的轴向分布的特征,选用PVDF压电薄膜传感器构建了一套现场测试系统对孔壁压力进行直接测量试验,获得在现场岩石炮孔中孔壁压力的实测数据。利用ANSYS/LS-DYNA软件建立数值模型,采用流-固耦合动力有限元数值分析方法对试验中设置的测点进行应力监测,并与试验结果进行对比分析。结果显示:不耦合装药炮孔爆炸过程中,冲击波作用于孔壁的峰值压力在装药段最大,随着距爆心距离的增大,压力呈现先急剧减小、后趋于稳定的趋势,其范围为106.8~589.3 MPa。数值模拟得出的压力时程曲线与现场试验的结果相似性很高,且二者压力数值能较好地吻合。验证了试验结果的合理性以及测试系统的可靠性。

关键词： 预应力管桩   水平荷载   弯矩   加硬薄层   数值模拟  

摘要： 结合某工地现场预应力管桩的水平荷载试验与数值模拟结果,分析了预应力管桩在水平荷载作用下的工作机理。并针对影响预应力管桩水平承载力特性的各个因素进行判断选择,采用有限元方法对上述因素作用于水平承载力的影响程度进行了数值模拟,模拟结果表明,加硬薄层土层、桩长、桩径、桩顶竖向荷载以及桩顶承台等对单桩的弯矩大小均产生影响。其中,加硬薄层会使桩身在夹层处弯矩值增大,桩长在一定长度内增大时,会增加桩身最大水平极限承载力。桩径的增大会增大相同水平荷载下的桩身最大弯矩值,桩顶的竖向荷载增大,沿桩身分布的各位置弯矩值会减小。为了探究承台对于桩身弯矩的影响,分析桩顶承台的嵌固作用,会使得桩顶及桩身上侧出现负弯矩分布,承台侧向土层约束力越大,则负弯矩最大值也越大,桩身位移分布模式也趋向于“挡土墙”模式。

关键词： 气垫式调压室   大波动工况   CFD三维数值模拟   VOF模型   气室波动  

摘要： 气垫式调压室因其在复杂地形下调节水流波动的独特优势,在高山地区表现尤为突出。然而,调压室内气室水位、温度、流速及湍流漩涡在压强变化下的动态规律尚不清晰。为探究长廊型气垫式调压室在极端工况下的动态特性,基于CFD三维数值模拟及VOF模型,分析了其水位、压强、流速和温度的变化过程。结果表明:水位、温度、流速波动及漩涡均与压强变化密切相关。最高水位9.74 m,最低水位5.02 m,均位于调压室进口附近;气室内空气与水体压强变化规律一致,压强分布均匀,最大空气压强为5.80 MPa,最大水体压强为5.84 MPa,靠近水面处压强更大;增压阶段气体温度先升后降,空气与水体流动方向相反,流速波动峰值递减,漩涡主要分布于调压室中部,随压强变化漩涡体积先减小后增大。减压阶段流动强度降低,漩涡数量减少。三维模拟结果更准确地反映了气垫式调压室在极端条件下的动态变化特征,可为气垫式调压室设计和优化提供理论依据。

关键词： 重力坝   塑性区分布   位移   应力   极限抗震能力  

摘要： 我国西南高烈度区域已修建多座重力坝,一旦震损失事会产生巨大的灾害,因此对重力坝进行抗震分析是十分必要的。以我国西南某重力坝为例,利用有限元软件建立了坝体-地基三维仿真模型,基于时程分析法对该重力坝在设计地震及校核地震下的应力及变形情况进行了分析,并对设计地震动进行超载,通过观察坝体塑性区分布情况对该重力坝的极限抗震能力进行了评价。结果表明:地震作用下,重力坝的最大变形产生于坝顶部位;坝体塑性区主要产生于下游折坡处附近,并且随着超载倍数的增加,折坡处塑性区不断向上游坝面延展;以塑性区贯通上下游坝面为失稳判定准则,可以得出该大坝的极限抗震能力为0.5g;通过观察坝体塑性区分布情况能较好的评价重力坝的极限抗震能力。

关键词： 石蜡   新型相变砖   数值模拟   热工性能  

摘要： 为提高围护结构的热工性能,设计了一种新型全盲孔相变砖,通过CFD软件,对实心砖、多孔砖、相变砖建立三维非稳态传热模型,并对其热工性能进行对比。最终得出结论:相较于实心砖、多孔砖,相变砖300 min时的内墙表面温度分别低2.0℃、0.56℃,可减少63.71%、89.31%的传热量,节能效果显著。

关键词： 双L形断面   高层建筑   风荷载   数值模拟   风洞试验  

摘要： 双L形断面高层建筑是一种新颖的建筑形式,此类建筑的立面较多、风荷载相对复杂,相关研究尚不多见。本文通过风洞试验与数值模拟,对双L形高层建筑的风荷载进行研究,分析了风向角、L夹角、长宽比、间厚比等因素对体型系数和风力系数的影响规律,并对各种参数条件下的体型系数和风力系数进行了定量分析总结。结果表明:在全风向角下,双L形高层建筑所有外立面的体型系数均在正交风向角达到最大,所有内侧立面的体型系数均为负值,体型系数最大绝对值显著大于常规断面高层建筑;双L形断面的间厚比和夹角对风力系数的影响较小,而长宽比对风力系数的影响较大,在特定长宽比下,双L形高层建筑的横风向和扭转向风力系数远大于常规断面高层建筑。本文所得结果可为类似高层建筑的抗风设计提供参考。