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关键词： 高速喷管   主动冷却   二维喷管   传热传质  

摘要： 针对地面试验设备中高速、高总温二维喷管的热防护需求，为降低喷管壁面温度，开展了喷管模型在不同工况下的主动冷却数值模拟研究。通过在壁板设计与气流方向垂直的矩形冷却通道，研究不同冷却工况对壁面温度分布、壁面热流密度分布以及出口马赫数分布的影响。计算结果表明：采用局部冷却时，喉部最高温度相比绝热工况由469.1K下降至372.5 K，显著降低了喷管喉部区域内壁面温度，提高了壁面温度均匀性；采用全局冷却模式，虽然可以提高壁面温度分布的均匀性，减小壁板内的热应力，但是会影响出口下游温度和速度边界层厚度，导致核心流区域马赫数均匀性降低而恶化流场品质。

关键词： 炮口制退器   突击炮   增材制造   数值模拟  

摘要： 基于选择性激光熔化（selective laser melting, SLM）增材制造技术，设计了一种弯折渐扩侧孔结构的钛合金突击炮炮口制退器，进行了激光增材制造与炮口流场仿真分析。采用高斯热源模拟SLM激光增材过程，对比了不同摆放方向增材成型的炮口制退器残余应力分布，结果表明炮口制退器与基板的接触面积越小炮口制退器内部残余应力越小。针对突击炮发射穿甲弹时高初速和高炮口压力的特点，采用可压气体黏性流动的N-S方程与Realizable k-ε湍流模型，进行了炮口流固耦合数值仿真，验证了炮口制退器性能与强度。制退器的结构设计以及数值模拟仿真方法对于激光增材制造钛合金制退器的设计制造具有一定的参考意义。

关键词： Y型网式过滤器   滤网优化   数值模拟   水头损失   内部流场  

摘要： 【目的】Y型网式过滤器作为微灌系统中常用的过滤设备，其性能影响着这个微灌系统的运行，为了提高滤网的过滤效率以及抗堵塞能力。【方法】以CFD DEM（Computational fluid dynamics，CFD; Discrete element method，DEM）耦合模拟过滤精度为190 μm（80目）的网式过滤器在滤网网孔6种堵塞数量（0、5、10、15、20、10+10）下，其内部压降系数、流场、压力与滤网网面流量分布等水力特性的变化，并通过试验对模拟结果的可靠性进行验证。【结果】随着网孔堵塞数量的增加，水头损失也在增大，当堵塞20个网孔时，与无堵塞情况水头损失相差30%；堵塞滤网网孔后流场规律变化并不明显，腔内整体压力随网孔堵塞数量的增多而增大，当堵塞5个最大流量网孔时，高流速区域面积减小4%，内部速度场分布更加均匀，压力出口处负压面积减小37%；堵塞5个最大流量网孔时，网面总过流量最大，堵塞5个、10个网孔时，最大流量位置坐标都是向外偏移，最小流量位置坐标基本不变；当堵塞15个、20个网孔时，最大流量位置集中在高流量区域中心位置，与无堵塞情况相比，堵塞5个、10个、10+10个网孔时，高流量区域面积增大19.2%、18.3%、22.9%，使得滤网过滤效率提高。【结论】堵塞5个最大流量网孔为最佳方案，可以有效减少回流现象以及改善压力分布情况。

关键词： 固体火箭发动机   铝/氧化铝液滴   碰壁行为   实验方法   数值模拟   预测模型   综述  

摘要： 固体发动机中的高温铝/氧化铝液滴碰壁行为会对流场、热防护和性能等诸多方面产生影响，是固体发动机基础研究领域亟待解决的关键问题。揭示高温铝/氧化铝液滴碰壁规律和机理，建立科学准确的预测模型，对于固体发动机精细化设计具有重要的意义。本文从固体发动机熔渣沉积和两相流研究、高温铝/氧化铝液滴碰壁实验方法、液滴碰壁规律和机理、碰壁过程的力-热作用和碰壁行为预测模型等方面对国内外研究的最新进展进行了综述，总结并评价了取得的重要成果，梳理了目前研究存在的不足，针对未来发展方向提出了建议。

关键词： 变转速运行   混流式水轮机   泥沙磨损   固液两相流   数值模拟  

摘要： 考虑电站实际泥沙级配，采用DPM模型研究了变转速运行模式下混流式水轮机的泥沙磨损特性，并与同步转速运行模式下的泥沙磨损情况进行了对比．结果表明：HLA551-43混流式水轮机在33.4%小导叶开度条件下变转速运行时，泥沙磨损主要分布在叶片吸力侧进水边头部和压力侧出水边尾部，与同步转速运行时的磨损区域分布明显不同．相比于同步转速运行，变转速运行可显著降低33.4%小开度和73.5%最优开度时叶片吸力侧的磨损程度，但压力侧的磨损程度有所提高；93.6%大开度运行时变转速操作的效果则与之相反．典型地，在33.4%小开度和9 m最小水头条件下，转速降低24.6%可使吸力侧的平均磨损率减小76.1%；而在93.6%大开度和13 m最大水头条件下，将转速提高25.0%可使叶片压力侧的平均磨损率降低52.3%.

关键词： 锂离子电池   双体系电池组   风冷热管理系统   数值模拟   结构优化  

摘要： 锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用面临着性能瓶颈，为突破单一材料体系的限制，提出了三元锂电池与磷酸铁锂电池混用的双体系电池组设计方案，并已实现实车应用。为确保双体系电池组的热安全性，本文研究了由18650三元锂电池与磷酸铁锂电池组成的双体系电池组的热特性。首先建立了双体系电池组的三维电化学-热耦合模型，设计了Z型、U型和T型三种风冷散热结构，通过实验分析了两种锂离子电池产热差异并验证了所建立模型的精确性。对比不同位置的电池在自然风冷和强制风冷下的散热效果，优化了电池布局。结果表明：优化后的双体系电池组布局能有效降低电池组的最大温差，说明了该优化布局方案能够有效改善双体系电池组温度均匀性。当入口风速为8 m/s时，U型结构相较于Z型在最高温度、平均温度和最大温差上分别降低7.68%、6.86%和21.2%，其进出口压差（78.21 Pa）虽高于Z型结构（50.59 Pa），但通过增强气流均匀性实现了散热效率与压差损失的优化平衡。最后，通过正交实验研究了U型结构的组内间距对散热的影响。Kruskal-Wallis检验结果表明，在1.5 mm至4.5 mm范围内，组内间距对温度的影响较小，风冷结构和入口风速对散热性能的影响更为显著。

关键词： 水利工程   水闸   设计要点  

摘要： 为提高水利工程中水闸设计的合理性,分析水闸设计的基本原则和目标,包括安全性、可靠性和经济性等,提出了水闸设计的要点,包括水流特性、结构稳定性、安全措施、设备可靠性、经济效益等,并阐述了水闸设计的注意事项,为水利工程相关人员提供了实践参考,以确保水闸设计的质量和可持续发展.

关键词： 道路工程   沥青路面   多场耦合   动力响应   数值模拟  

摘要： 为揭示温度、湿度和动载耦合作用下沥青路面的损坏机理，本文在考虑初始静应力场的条件下，构建了水-热-力全耦合三维有限元沥青路面结构模型，研究了温度场对动应力、动应变以及超孔隙水压力的作用规律。研究结果表明：在路表，随着路面温度升高，横向和纵向动态拉伸应变增大，且动应变的波形变化更为复杂，容易导致路面出现横向和纵向裂缝。沿路面深度方向，水-热-力耦合作用下动应变分量负峰值以及超孔隙水压力均呈指数函数衰减。随着路面温度的升高，动应变分量负峰值随温度的变化可近似采用指数函数描述，当路面温度超过30℃时，动应变分量快速增长；超孔隙水压力负峰绝对值随着路面温度的升高呈线性增大，其中，在路表的增长速率最快。研究结果将为揭示多场耦合作用下沥青路面的损坏机理以及沥青路面结构的设计提供参考依据。

关键词： 中深层地热   管群   布置形式   非等深   热传导   数值模拟  

摘要： 为研究同轴套管式地埋管换热器管群(DBHEs)的不同布置形式及井管间距对管群取热性能的影响规律，在总埋管长度相等的条件下，针对等深布置和非等深布置情况，使用COMSOL Multiphysics 6.2进行数值模拟，分别对比分析了井管交叉线型排列、井管矩型排列和井管圆型排列3种井管排列方式的管群运行20a后的取热效果。结果表明：无论是等深布置还是非等深布置，DBHEs的不同井管布置形式对地埋管取热性能的影响存在一定差异。交叉线型排列时各地埋管出口水温和取热功率衰减最小，其次为矩型排列，圆型排列方式衰减最大。根据“冷堆积”区域范围有针对性地移除部分井管，在等深布置和非等深布置情况下均可有效提升管群的取热能力。与等深布置相比，改进平面布置后的非等深布置，矩型排列取热量提升率可达24.59%，交叉线型排列提升率可达24.36%，而圆型排列仅为13.04%。本文研究结果对于管群设计具有一定的理论指导意义。

关键词： 长兴组   危岩体   稳定性分析   数值模拟   崩落影响范围  

摘要： 长期以来，危岩体的形成机理、崩塌发生的可能性及主要诱发因素、崩落影响范围等关键问题没有得到有效解决。本文以贵州长兴组典型危岩体为研究对象，综合运用现场调查、工程测量、岩石力学试验、数理统计、赤平投影、极限平衡法、数值模拟及相关性分析等方法，系统研究其形成机理、稳定性及影响范围。研究显示，该区危岩体的形成机理为长兴组硬质灰岩形成陡崖地貌，在各种综合作用力下形成裂隙，上硬下软的岩性组合在长兴组燧石灰岩底部形成凹岩腔，在地表陡崖临空面处便形成危岩体；危岩体稳定性定量计算与定性分析的结论基本吻合，3个危岩单体处于欠稳定状态，3个危岩单体处于基本稳定状态；危岩体崩落最大影响距离为345 m，落石影响范围约0.36 km2。研究表明，研究区内危岩体主要由岩石强度及化学成分、内外部作用力、地层岩性组合特征等因素的共同作用形成；在人类寿命数十年的时间尺度范围内，其倾覆力矩来源于水压力，降雨为该区倾倒式崩塌最重要的诱发因素；崩落运动距离、总动能分别与落石块体体积正相关，弹跳高度与落石块体体积不相关。本研究对贵州岩溶山区类似危岩体灾害的防治具有一定的科学指导意义。