教学课程资源库 更多>>

关键词： 顶板辐射供冷   耦合系统   数值模拟   PMV   PPD  

摘要： 针对传统新风空调系统存在垂直温差大,吹风感强等问题,提出了一种新风空调与顶板辐射耦合供冷系统,系统通过两种末端交替制冷的运行模式为室内供冷。采用Fluent模拟方法重点研究了耦合供冷系统在不同运行工况下室内温度、空气流速、热舒适度PMV和不满意百分比PPD的分布规律。结果表明:耦合供冷工况下人体活动区温度在24.0~26.0℃,房间内温差分布较小,减弱了人员对温度分层的感知;耦合供冷系统将室内各点流速控制在0.3 m/s以内,有利于减小吹风感;耦合系统供冷时人体活动区域的PMV指数在-0.3~-0.1之间,满足I级舒适度要求,耦合系统模拟房间各点的PPD数值为0%~20%,这也说明耦合系统具有良好的舒适性能。研究结果对新型室内供冷系统设计及运行工况参数选取提供参考。

关键词： 隧道工程   衬砌病害   荷载结构法   组合病害   数值模拟  

摘要： 统计19座高铁隧道衬砌病害的分布规律,修正含空洞隧道围岩压力计算方法,数值仿真分析组合病害对服役期超大跨铁路隧道内力和安全性的影响.结果表明:空洞-减薄组合病害占统计病害的39.3%,是铁路隧道出现频率最高的病害类型;组合病害在拱顶处的出现频率最高,为0.78.将空洞影响区域下降段的围岩压力替换为幂函数分布,推导出比现有线性分布方法更符合实际情况的含空洞隧道围岩压力计算方法.组合病害导致超大跨隧道衬砌结构内力和安全系数在病害作用区和影响区剧烈变化,安全系数最大降低61.68%.组合病害和衬砌劣化显著影响超大跨隧道服役安全性,服役时间越长,对结构安全性的影响越显著.以素混凝土最小安全系数为2.0、2.4、2.8和钢筋混凝土最小安全系数为1.70、2.04、2.38为界限,建立超大跨铁路隧道含组合病害的衬砌安全评价分级和管理标准.

关键词： 压裂多通   盲孔结构   冲蚀规律   数值模拟  

摘要： 为适应深井、超深井水力压裂对压裂多通性能的需求,建立了3种压裂多通的冲蚀数值模型,采用数值模拟方法,开展了不同压裂多通的冲蚀特性对比分析。研究结果表明:压裂两通冲蚀严重区域在出口外侧壁面,压裂三通和压裂四通冲蚀严重区域在通道交汇处;在相同条件下,压裂四通的抗冲蚀性能较好;新型含盲孔压裂四通的冲蚀速率是常规压裂四通的1/643,有效增强了压裂多通的抗冲蚀能力,可提高压裂多通的使用寿命和安全性。

关键词： 硅橡胶   滴状冷凝   逻辑搜索法   液滴尺寸分布   聚结生长   冷凝生长  

摘要： 运行在沿海或山区的硅橡胶复合绝缘子常年处于高湿度、大温差的恶劣环境中,由凝露诱发的沿面放电问题给复合绝缘子的运行可靠性带来了极大挑战。为深入研究硅橡胶表面凝露产生与发展机理,该文首先在现有滴状冷凝模型的基础上,构建出考虑不凝气体作用的湿空气滴状冷凝全周期数值仿真模型,并采用相邻液滴逻辑搜索算法提高该模型的运行效率;然后通过硅橡胶湿空气冷凝试验验证模型的有效性;最后探讨环境温湿度、冷凝基底物化性质等因素对冷凝发展的影响规律。得到以下结论:冷凝前期液滴主要通过直接冷凝生长,后期则以聚结生长为主导,冷凝后期聚结生长对最大液滴半径的贡献占比已超过70%;冷凝生长速率与相对湿度、温差呈正相关关系,而与材料厚度、静态接触角呈现负相关关系。该研究有助于揭示湿空气滴状冷凝机理,可以为绝缘材料抗凝露性能提升和电气设备预防凝露提供相应的理论基础和技术支持。

关键词： 水利建设   泵站水闸   施工质量   技术应用  

摘要： 水利工程是维护国家水安全、促进经济社会可持续发展的重要基础设施。随着我国水利建设快速发展,泵站和水闸作为水利工程的重要组成部分,其施工质量的管理与技术应用显得尤为重要。本文主要探讨了水利建设中泵站水闸的施工质量管理与技术应用。首先阐述了泵站水闸在水利工程中的重要性,然后分析了泵站水闸施工质量管理的要点,详细介绍了泵站水闸施工中的主要技术应用,最后强调了加强施工质量管理和技术应用的重要性,并对未来泵站水闸施工质量管理与技术应用的发展趋势进行了展望。

关键词： 超前布置   低压控制   数值模拟   湿润半径   注水降尘  

摘要： 煤矿开采时工作面与巷道产生的大量粉尘,一直以来严重威胁着工作人员的健康。依据工作面煤壁前方煤体存在应力集中区条件,针对煤层开采时粉尘问题,提出两巷超前低压注水降尘创新方法。通过理论分析和数值模拟,建立注水降尘物理模型,研究了注水降尘工作面的超前布置方式和低压注水时的合理控压。结果表明,充分发挥应力集中区作用,确定两巷注水的超前距离应大于14 m;分析注水水压与孔隙水压力的影响,得到注水水压与煤层湿润半径的函数关系,确定该煤层条件下低压控制范围应在3~6 MPa和注水钻孔布置间距应在3~7 m。煤矿超前低压注水降尘创新方法适用于不同层厚条件时的降尘工作,相对于工作面注水和高压注水时其安全性较高且低压注水成本较低,依据煤层注水降尘效果的判断标准,检验该方法是可行的,并对工作面降尘产生良好的效果。

关键词： 地铁   地下车站   叠合板   受弯性能   数值模拟   室内试验  

摘要： [目的]地铁地下车站大跨度预制带肋混凝土叠合板存在板厚、跨度大、自重大的问题,且目前相关研究较少,对此有必要对其力学性能及其影响因素进行研究。[方法]针对济南地铁8号线某装配式地铁车站叠合顶板,采用试验和数值模拟相结合的方式进行研究。设计了2块叠合板试件和1块整浇板试件进行静力加载试验,对试件的裂缝分布和发展、荷载-跨中挠度曲线等进行了分析。对试验工况进行了数值模拟,在验证有限元模型可行性的前提下对影响叠合板受力性能的关键因素进行了扩展分析。[结果及结论]3块试件在加载过程中的受力状态类似,叠合板试件在加载过程中未出现沿着叠合面滑移的情况,板侧裂缝贯通发展,叠合面黏结性能和试件整体工作性能良好;底板肋板上部钢筋承担了部分受拉钢筋的作用,提高了叠合板的承载能力;设置桁架钢筋对于叠合板的承载力提升效果有限,可根据实际情况降低桁架钢筋的密度或取消桁架钢筋的设置;通过采用空心底板可有效减少叠合板自重且对其受力性能影响不大。

关键词： 页岩油   数值模拟   生产动态   合理井距   济阳坳陷  

摘要： 济阳页岩油为陆相原生原储型油气藏,埋藏深、成熟度低、压力系数高,大规模体积压裂改造后形成渗流机理复杂的人工改造空间,常规实验方法很难获得改造空间内准确的储层物性,对数值模拟方法提出了新的挑战。针对目前页岩油内部流动规律尚不十分明确的问题,将水平井井筒周围储层构建为灰箱系统,基于前期地质评价工作对储层物性和压裂效果的认识,建立页岩油水平井数值模拟模型,开展济阳页岩油水平井生产规律研究,明确产油量与各影响因素之间的内在联系。模型将水平井井筒周围压裂后的储层刻画为人工主裂缝区、微裂缝改造区和未改造基质区,在考虑压裂液注入储层的基础上,通过对典型页岩油水平井生产动态进行拟合,反演了储层物性,预测了最终采油量,分析了工作制度和压裂裂缝对开发指标的影响规律,并进一步探索了井组开发合理井距的确定方法,为济阳页岩油开发设计优化提供了一定的技术支撑。

关键词： 冻土   水热耦合   失稳垮塌   边坡稳定性  

摘要： 冻融作用下边坡的失稳垮塌是冻土区工程建设的重要病害。为探讨和分析西南地区季节冻土区边坡失稳的成因和稳定性变化规律,本文以巴塘地区季节冻土区边坡为研究对象,采用理论分析、数值模拟和室内试验相结合的研究方案,在冻土水热耦合模型中采用考虑未冻水和孔隙冰赋存状态的负温区渗透系数模型。通过直剪试验,进一步得到了边坡重塑土的抗剪强度参数变化规律。基于冻土水热耦合效应,采用COMSOL有限元软件进行二次开发,将边坡坡高设为10 m,坡比为1∶1.5,坡顶和坡底分别向两侧延伸50 m和60 m,坡底向下延伸10 m,建立边坡稳定性计算模型,分析土体冻融过程中由于抗剪强度参数变化而引起的边坡温度场、渗流场变化规律及边坡失稳垮塌机理。结果表明,通过与一维土柱试验值对比,渗透系数经修正后的水热模型计算值相较实际值误差更小,验证了模型的准确性。距边坡表面1 m深度内温度变化幅度很大,1—3月气温持续较低且边坡内部深处温度相对较高,随深度增大土体温度单调升高;4—9月边坡表层升温比边坡内部快,内部深层土体保持相对较高的温度,随深度增大坡体温度呈先降低后升高的趋势;10—12月表层温度下降速度比内部快,且边坡深处温度相对稳定,随深度增大坡体温度呈先升高后降低的趋势。纵向深度超过2.5 m的土体渗流场变化很小,11月至次年3月,边坡表层先开始冻结,含水量下降,但内部水分迁移能力有限,迁移到冻结界面的水量少,随着边坡深度增大含水量呈先减后增的趋势;4—6月,融化期边坡表面以下浅层土体融化,含水量随深度增大整体减少;7—10月,随着边坡深度增大含水量呈先增后减的趋势。3月边坡土体含水量随深度变化得最剧烈,由于边坡表层土体融化后,表层以下仍处于冻结状态,此时冻结层以上水分无法及时排出,边坡稳定性最低,安全系数仅为1.59。因此,季节冻土边坡失稳垮塌的机理为:融化期边坡冻融交界面以下土体处于冻结状态,而边坡表层水分无法及时下渗排出以至于达到过饱和状态,导致冻融交界面土体摩擦力降低,从而导致滑塌。通过考虑土体强度参数动态改变计算边坡的稳定性,受冻土融化、雪水入渗的影响,冻融交界面土体强度衰减最剧烈,滑塌主要发生在坡面下1.2 m以内,属于浅层滑坡,滑动面为相对平直的弧形,失稳模式主要为滑塌失稳。研究结果可为西南地区边坡的设计与灾害防治提供一定参考,特别是在季节冻土区的工程建设中具有重要的实际意义。

关键词： 巷道支护   参数优化   数值模拟   支护效果  

摘要： 结合熊家湾煤矿巷道支护具体实例,模拟了不同支护强度条件下巷道围岩的变化情况。并基于研究结果对熊家湾煤矿15#煤鉴定北巷的支护参数进行了优化。该优化支护方案可在15#煤层其他类似巷道支护时类比使用。