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关键词： 反向挤压   模具设计   数值模拟   金属流动  

摘要： 针对现有的反向挤压工艺载荷大、成形件易开裂等问题，提出优化挤压通道的反向挤压新工艺，对径向挤压通道形状进行设计并定量计算，增加了分流装置。使用Deform 3D软件对常规反挤压工艺和改进后的工艺进行数值分析和比较，研究了筒形件反向挤压成形过程的金属流动规律、载荷变化规律，以及损伤、应变场、流线分布及演变规律。结果表明，相对于常规反向挤压工艺，改进后反向挤压工艺的成形优化效果明显，可以提高薄壁筒形件的成形性和性能，减小载荷，获得更加均匀的应变、更小的损伤值和更优的流线。

关键词： 进风井   三圈冻结施工   渗流速度   温度场   数值模拟  

摘要： 为研究莱州市三山岛北部海域金矿区进风井松散堆积物岩组中的渗流场对冻结温度的影响规律,基于流速测定和岩组材料参数,建立COMSOL有限元数值模型,对立井三圈冻结施工的交圈时间和冻结帷幕的形成时间进行预测,并通过工程实例验证立井三圈冻结施工方案设计和数值模拟的可靠性。结果表明:由于沿海地下水流速较大,冻结过程中迎流面交圈线呈“齿状”;冻结管的低温在渗流作用下对下游影响显著,冻结帷幕呈不对称发展且向渗流下游偏移;三圈冻结设计使得立井开挖区域在冻结18 d后温度降低至相变温度-1℃以下。工程验证中交圈时间和冻结帷幕形成时间分别为25 d和36 d,与数值模拟结果一致,研究结果可为类似工程提供参考。

关键词： 复采工作面   巷道支护   数值模拟   变形监测  

摘要： 针对复采工作面巷道支护问题,本文以运河煤矿F1301复采工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟分析巷道抗变形及支护系统抗冲击的能力,验证巷道支护参数的可靠性。

关键词： 海水入侵   层状非均质   地下坝   残留咸水   地下水排泄   数值模拟  

摘要： 地下坝作为防治海水入侵的有效手段,已得到广泛应用,但其可能会导致上游咸水残留,从而限制地下水的开采。目前关于残留咸水的研究大多忽略了含水层非均质的影响或局限于实验室尺度,本文通过建立场地尺度的数值模型,模拟了不同层状非均质条件下地下坝建设前后的海水入侵过程,以残留咸水楔回退率、总残留盐去除率和地下水排泄量百分比为指标阐明了层状非均质对于残留咸水淡化过程的影响机制。研究结果表明:在层状非均质含水层中,残留咸水的淡化行为主要受到下层含水层渗透性的影响;低渗透层中渗透系数的取值越大,淡化速率越快;而低渗透层厚度对于残留咸水的淡化过程影响较小,且只体现在快速淡化阶段。本研究对于地下截渗工程建设和滨海地下水资源的开发利用具有重要的科学意义和应用价值。

关键词： 隧道爆破扰动   爆破振动监测   动力响应   数值模拟   功率谱分析  

摘要： 在既有隧道附近修建新的隧道,爆破产生的振动波对既有隧道围岩及衬砌的安全会造成影响,在隧道爆破监测和安全预测中,峰值振动速度和振动频率是常用的安全标准。根据邻近隧道的爆破振动对既有隧道的影响,采用现场监测和数值模拟方法对既有隧道的爆破振动速度和振动频率进行了监测,探讨了在邻近隧道爆破作用下,既有隧道的振动速度分布状况及相应的功率谱密度分布状况。结果表明,隧道的爆破振动速度随着爆破距离呈指数衰减规律,距离对爆破的影响较大;由现场监测的功率谱可知,爆破产生的振动频率与既有隧道的固有频率有一定差距,爆破不会导致共振现象的发生,数值模拟与现场监测结果吻合较好。

关键词： 结霜   数值模拟   计算流体力学   蓄冷板  

摘要： 结霜是影响蓄冷板换热性能的关键因素之一,分析导致蓄冷板表面结霜的因素有利于对结霜过程的理解。采用计算流体力学(CFD)方法对蓄冷板表面结霜过程建模。基于建立的蓄冷板强制通风二维模型,分析蓄冷剂相变温度、入口风速对蓄冷板换热效果的影响,并提出了结霜量减小的优化策略。结果表明,实验值与计算值吻合较好,验证了模型的有效性。

关键词： 滚压包边   成形质量缺陷   数值模拟   波浪起皱  

摘要： 我国机器人滚压包边技术相较于国外尚存差距,存在资源综合利用率较低、创新能力不足等问题,导致在包边工艺过程中易引起波浪起皱、包边卷入/卷出等质量缺陷。基于此,文章通过对滚压包边成形质量缺陷中波浪起皱的原因进行理论分析,结合机器人滚压包边工艺的实际工作过程,以平面-直线型包边模型为研究对象,利用有限元仿真软件研究不同几何模型参数对包边质量的影响。研究结果表明,采用大直径滚轮及较大TCP-RTP距离对内外板进行三道次滚边,可以有效减少波浪起皱现象,提升包边质量,为实际生产调试提供了理论依据。

关键词： UHPC桁架   数值模拟   施工过程监测  

摘要： 基于某公共医院门诊大厅采光顶屋架结构,为研究其施工过程力学性能和位移变化,本文采用Abaqus有限元软件对某鱼腹式UHPC桁架采光顶施工方案进行施工工程模拟和监测。结果表明,施工过程桁架的变形最大值在跨中,大小为22.28 mm,拉应力的最大值、压应力最大值均出现在跨中,在预应力张拉阶段出现最大压应力,为-16.38 MPa,于二期荷载阶段出现最大拉应力,为2.7 MPa,最终变形为-16.966 mm,变形和应力值均满足规范要求。实测变形与理论计算值趋势吻合且接近,说明了本工程施工方案合理可行,结构安全。

关键词： 瓦斯抽采   瓦斯储量法   有效抽采半径   数值模拟  

摘要： 针对寺河煤矿西井区3号煤层的瓦斯抽采问题,本文结合矿井煤层开拓开采及瓦斯赋存情况,对煤层抽采钻孔的有效抽采半径进行确定。探讨了瓦斯压力法和瓦斯储量法的优劣,采用瓦斯储量法测定有效抽采半径,测定结果为在抽采时间为270 d时,抽采半径为10.1 m,并建立了抽采天数与有效抽采时间的数学模型。利用COMSOL软件建立了二维单孔瓦斯抽采物理模型,对抽采过程进行了模拟分析,发现模拟的有效抽采半径与储量法测定结果相似,且抽采时间越长,有效抽采半径越大,钻孔周围瓦斯压力随时间推移逐渐降低。

关键词： 三维稳态地温场   全信息正反变换   波数谱信息   全信息数值模拟   任意起伏地形  

摘要： 针对常规的数值模拟方法存在计算量大、边界条件近似和难以准确地模拟三维偏微分方程表征的物理信息等问题,本文提出了任意起伏地形下的一种高效、高精度的全信息数值模拟方法.该方法沿水平方向(-∞,+∞)进行二维全信息傅里叶变换,将三维偏微分方程转化为不同波数下的一维常微分方程进行求解,减少了计算量及存储需求,不同波数之间常微分方程相互独立,具有高度并行性.保留垂向为空间域并引入行波分解,消除了上下边界对模拟区域的影响,具有严格的上下边界条件,且每个垂向深度对应的水平网格任意,具有分辨率高,剖分灵活等特点.水平方向采用二维全信息傅里叶变换,获得异常场的正确波数谱信息,再对异常场所有的波数谱信息进行二维全信息逆变换,从而得到空间域的异常场.该方法在水平方向不存在截断效应,相对于标准FFT和Gauss-FFT,没有丢掉任何波数谱信息;每个单元利用一维形函数的高精度解和傅里叶变换的高效性,实现了高效、快速和准确地模拟三维偏微分方程描述的物理信息.本文设计棱柱体,对比数值解与解析解结果,验证了本文算法的正确性,分析异常场的波数谱分布特征,总结波数选取规律,同时对比本文算法与有限单元法、Gauss-FFT的计算精度与效率.设计高、低热导组合模型,进一步讨论边界条件的影响.最后设计任意起伏地形,说明本文算法对任意复杂地形下的适应性,为任意复杂条件大规模、高效、精细化反演成像、定量解释和人机相互解释奠定了基础.