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关键词： 超大涡模拟   掺氢燃烧   射流火焰   MILD燃烧   数值模拟  

摘要： 掺氢燃烧作为一种新型的燃烧方式在动力装备低碳化方面具有很高的应用潜力。发展并验证掺氢燃烧的高精度数值模拟方法对于深入理解掺氢燃烧过程、开发工程燃烧技术具有重要的意义。针对甲烷/氢气掺混燃烧高速射流的场景特点，发展基于k-ε模型的自适应超大涡模拟方法（VLES），进一步结合涡耗散概念（EDC）、增厚燃烧（TF）有限速率燃烧模型及小火焰建表燃烧模型，对掺氢燃烧的高精度湍流燃烧数值模拟方法进行验证；针对两类差异显著的经典掺氢燃烧火焰开展数值模拟研究，并与实验及相关数值模拟结果进行详细对比。结果表明：VLES-EDC方法可以较为准确地预测甲烷/氢气掺混火焰的强烈非定常燃烧过程，两类燃烧特性下流场、温度场等预测结果精度较高；针对掺氢燃烧，小火焰建表燃烧模型相比于有限速率燃烧模型的预测精度有所降低，不同燃烧场景下的预测精度需要进行针对性地校核。

关键词： 开孔蜂窝   模量   理论预报   数值模拟   模态分析  

摘要： 为防止航天器憋气，复合材料蜂窝在应用时需要对蜂窝壁进行开孔处理，因此在仿真计算中需考虑开孔对蜂窝模量的影响，需建立复合材料开孔蜂窝等效模量的理论预报方法。本文依据各向异性开孔板在面内拉压载荷作用下的应力分布公式建立了复合材料开孔蜂窝等效平压模量的理论预报公式。采用半解析法建立了复合材料开孔蜂窝面外剪切模量的理论预报公式。建立了了开孔板等效抗弯刚度的近似计算方法，并建立了复合材料开孔蜂窝等效面内模量的理论预报公式。为验证理论模型的有效性，进行了相应的有限元分析，结果表明不同孔径下的模量理论预报结果与数值模拟计算结果具有很好的一致性，验证了理论模型的可靠性。本文以典型遥感器主承力板为应用对象，分别建立了精细化模型与三维实体等效模型，进行了模态分析，结果表明两种建模方法计算得到的频率与振型接近，基频误差最大为4.4%。本文研究成果可为工程中复合材料开孔蜂窝等效建模提供参考。

关键词： 碳纤维层合材料   环带   挂锚   拉伸性能   索结构  

摘要： 挂锚式碳纤维拉索因其挂锚区构造简单，在工程中具有良好的应用前景，但索端的有效锚固问题会影响材料强度的充分发挥。在材料拉伸实验基础上，对7根挂锚式碳纤维增强复合材料(CFRP)层合环带索进行单向拉伸实验，利用数字散斑技术(DIC)，对试件的应变场变化、破坏形态以及拉伸强度进行测试。实验结果表明：未加紧固装置的试件承载力较小，破坏形式出现层间“撕裂”现象；加装紧固件后，随着拉伸荷载的增大，基体微损伤及基体与纤维界面的粘接破坏不断累积，荷载位移曲线呈齿状波动线型，最终出现挂锚区横向断裂和索结构整体拉伸破坏两种模式。解析分析表明，挂锚区碳纤维横向受力状态由楔形角■和紧固件横向约束力共同影响，是决定索结构破坏模式的关键因素。最后，利用Abaqus对挂锚区提前破坏模式进行准静态拉伸仿真模拟，进一步分析了挂锚区提前破化形态的发展过程。

关键词： 相变储冷   TPMS骨架   梯度分布   有限元方法   传热系数  

摘要： 通过三周期极小曲面法（TPMS）构建均匀金属骨架和梯度孔隙率骨架。基于孔隙尺度，采用有限元方法数值模拟含金属骨架的相变材料的凝固过程，并与纯石蜡腔体的凝固过程进行对比，考察复合相变材料凝固中骨架结构的影响规律。对凝固过程中固液相变界面、整体固相率，瞬时固化速率、冷源壁面Nu数、储冷性能等方面进行综合分析。研究表明：在相变腔体中加入TPMS骨架，对固液形变过程影响显著，其中孔隙率为0.78的相变腔体相比纯石蜡相变腔体凝固时间缩短94.1%，储冷速率提升12.98倍。在平均孔隙率为0.84时，孔隙率沿x正方向梯度增大相变腔体凝固时间最短，提升腔体传热效率，相比纯石蜡相变腔体凝固时间缩短93.5%，储冷速率提升12.6倍；相比相同孔隙率均匀TPMS骨架相变腔体凝固时间缩短12.23%，储冷速率提升15.3%。

关键词： 施工组织设计   建筑工程   造价经济   价值  

摘要： 近些年,新建工程多数是以高层建筑、综合体建筑为主,工程建设规模庞大,工程管理难度增加,特别是工程造价管理中,很容易出现成本超支现象.施工组织设计作为工程项目建设管控的重要手段,通过合理安排人、财、物以及优化资源配置、现场管理等方法,最大限度发挥工程造价经济价值,保障工程项目建设的综合效益.基于此,阐述了施工组织设计概念与内容,分析施工组织设计对工程造价经济价值的影响,并结合某案例探究如何开展施工组织设计工作,以提高建筑工程造价经济价值.

关键词： 供热管道   红外检漏   多孔介质   数值模拟  

摘要： 对杭州某地下供热管道开展研究,结合实际参数,采用有限体积法,建立多孔介质中的供热管道模型,对管道附近土壤温度场变化进行探究.模拟与实测结果基本一致,验证了数理模型的可靠性;完好管道与泄漏管道均对土壤附近温度场具有影响,且不同工况形成的地表温度特征不同,在一定管道埋深范围内可借助红外热像仪定位管道、判断管道是否发生故障、判定故障类型并评估泄漏情况.

关键词： 风能   海上风电   CFD   风能资源评估   线性尾流损失  

摘要： 基于计算流体力学（CFD）中的有限体积法，考虑地形、粗糙度等因素的影响建立风场模型，并结合标准k-ε湍流模型与单一线性激励尾流模型，使用RANS方程求解计算域，得到风能资源图和风力机年发电量。以上海嵊山站台附近海域为案例进行完整的风能资源评估。结果显示该地区风向以南北、东南、东向为主，其中北-南方向（Y）速度梯度的变化随着高度增加而增加，冬季风速更高，具有较好的风能开发利用潜力。该研究可为该类区域的风电规划提供科学依据和有效参考。

关键词： 风工程   缓冲屏障   数值模拟   移动列车   桥隧过渡段   气动特性  

摘要： 横风环境下高速列车驶过桥隧过渡段时出现的气动荷载突变会威胁列车的运行安全，设置缓冲结构虽是保障列车安全的重要措施却不利于桥梁结构的气动特性。为兼顾桥梁结构与列车运行，本文提出了隧道洞口处设置短屏障作为缓冲结构。基于改进延迟分离涡湍流模型（IDDES）和“马赛克”网格技术，建立了横风作用下移动列车-缓冲屏障-桥隧过渡段的三维数值模型，深入研究了缓冲屏障及其透风率对桥隧过渡段移动列车所受气动荷载大小及其变化速率的影响。分析了15%、30%和45%透风率的缓冲屏障以及无缓冲屏障场景对横风下时速300km列车通过桥隧过渡段时列车六分力系数和气动压力系数的影响，揭示了桥隧过渡段气动荷载突变效应对移动列车气动荷载时变规律的影响。研究结果表明：3车编组列车运行时头车所受气动荷载均值最大，进出隧道过程中荷载变化幅度也相应最大；设置缓冲屏障能有效降低头车\尾车的气动荷载系数，除阻力系数和俯仰力矩系数外，头车出隧道过程中气动荷载系数绝对值减小幅度相比无屏障工况均超过41%，但中车的气动荷载系数会小幅度增加。3种缓冲屏障均能有效缓解列车运行在桥隧过渡段时的气动荷载突变效应，其中透风率为45%的缓冲屏障对列车气动荷载突变速率的衰减程度最大。

关键词： 数值模拟   离散元   无人投饲船   水下分布   水产养殖  

摘要： 目前，采用机械化代替人工投饲已成为我国水产养殖行业的主要趋势，为绿色养殖、经济养殖、生态养殖提供必要的技术手段。投饲装置作为自动化、可控变量投饲技术的核心部件之一，其作业性能及对应的饵料分布均匀度尤为重要。为此，本研究通过分析饲料颗粒运动轨迹及模拟水下分布情况，研究投饲装置作业参数与结构参数等对饲料颗粒在水下分布的影响，确定无人投饲船的最优作业参数组合，以期进一步提升我国水产养殖机械化水平。通过对饲料颗粒在抛料作业过程中的受力情况及运动过程进行分析，结合牛顿第二定律求解方程组得到饲料颗粒的运动方程。对饲料颗粒的本征参数进行测定，建立饲料颗粒的离散元模型，完成对饲料颗粒运动及水下分布情况的仿真分析。对行船速度、抛料盘转速以及拨片倾角组成的参数组合进行优化设计，并对影响因素设计单因素试验与正交试验，探究各参数在抛料作业过程中影响颗粒水下分布的主次顺序，综合分析各参数对抛料性能的影响规律，确定最佳组合参数。研究结果表明，使饲料抛撒均匀性变异系数最小的最佳作业参数组合为：行船速度为2.085 m/s、抛料盘转速为759 r/min、抛料盘倾角0°，此时饲料抛撒均匀性变异系数最小，为28.919%，满足水产养殖饵料投饲作业要求，为实现自动化、智能化水产养殖提供数据支撑。

关键词： 分离式霍普金森压杆   数值模拟   岩石动力学   复合岩样   能量利用率  

摘要： 为研究隧道工程中软硬复合岩样在动载作用下的动力响应特性，利用有限元分析软件LS-DYNA对石灰岩复合岩样进行了霍普金森压杆冲击数值模拟，分析了软硬复合岩样在冲击试验过程中的应力波波形、应力-应变曲线、破坏过程以及能量耗散情况，数值模拟与实际实验具有较好的相似性。模拟结果表明：动载作用下，同一层数复合岩样应力-应变曲线呈现出一定范围内的线性增长，在经过一段较长的应力平缓区间后达到应力峰值。随着冲击气压的增大，各岩样的应力峰值强度均呈现线性增大的趋势，同时复合岩样的破坏程度也随之增大，能量利用率逐渐增加；同一冲击气压下不同层复合岩样的应力-应变曲线变化规律不明显，应力峰值差异较小。研究成果可为隧道工程矿山法掘进高效安全施工提供理论基础与参考依据。