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关键词： 燃气轮机   进气过滤系统   数值模拟   系统优化  

摘要： 综合分析LM6000 PF燃气轮机进气过滤系统在国内外的应用现状,并结合天津地区的天气特点,提出高效的进气过滤系统优化方案。通过数值模拟和实际性能试验,对不同过滤结构的燃气轮机进气系统进行对比分析。结果表明,通过优化进气过滤器的结构设计和过滤方式,明显提升了过滤器的过滤效率和容尘量,降低了初始压差和运行压差;改造后,燃气轮机年平均出力提升2.6%,运行成本节约27.8万元,有效延缓了压气机效率下降和燃机输出功率下降,降低了热耗和压气机喘振风险,延长燃机涡轮叶片的使用寿命。

关键词： 隧道爆破粉尘   数值模拟   粉尘浓度运移规律  

摘要： 针对重庆至黔江线隧道爆破粉尘污染严重的问题,采用CFD-DPM数学模型对隧道内风流粉尘运移规律进行了数值模拟,研制了高效抑尘材料并进行现场应用。结果表明:隧道内风速随着距离掌子面越远风速呈现指数型下降的趋势,在距离掌子面31.5 m处最大达1.64 m/s,呈现中部风速较低,近壁面位置风速较高的现象。在纵向面上整体上看顶部风速>下部>中部。随着时间的推移粉尘在风流的裹挟作用下逐渐向隧道口移动,在重力的作用下粉尘自动沉降,100 s时呼吸带粉尘达到最远沉降位置108.81 m,粉尘浓度达12 mg/m^(3),该部分呼吸性粉尘应进行针对性处理,降低粉尘危害。根据重庆至黔江线隧道粉尘的理化性质,特研制了高效抑尘材料。在重庆至黔江线应用后降尘效果明显,平均降尘率为76.9%,最高降尘率可达82.2%。

关键词： 地浸铀矿山   监控自然衰减   地下水   铀   数值模拟  

摘要： 地浸铀矿山终采区地下水环境修复问题是社会各界关注的焦点,当前对地浸终采区地下水U浓度的长期变化情况尚不清楚。综合利用野外调查及数值模拟方法,以中国北方某“CO_(2)+O_(2)”地浸铀矿山典型终采区为研究对象,在识别终采区地下水U分布特征的基础上,定量预测了不同时间地下水中U的自然衰减趋势,量化了U浓度在较长时间尺度上的变化情况。结果表明,终采区地下水中ρ(U)为0.273~5.24 mg/L,ρ(U)低于2.5 mg/L的取样点占比为64%;在地浸铀矿山终采后,地下水流向趋向于区域地下水的流向;当不考虑U自然衰减作用时,地下水中U在终采100年时可迁移至下游167 m处,预测迁移距离较保守;当考虑U的自然衰减作用时,终采100年时U的迁移距离仅为42 m,采区内地下水中的ρ(U)由模拟初始条件设置的2.5 mg/L降至1.0 mg/L。自然衰减作用可降低地浸终采区地下水中U的迁移距离和浓度水平,监控自然衰减技术(Monitored Natural Attenuation,MNA)可作为未来地浸铀矿山地下水修复的备选方案。

关键词： 重力坝   断面优化设计   遗传禁忌混合算法   对比分析  

摘要： 研究建立重力坝断面优化设计数学模型,采用遗传与禁忌搜索(GA-TS)混合算法对其进行优化求解。同时,对溢流坝和非溢流坝的断面尺寸设计和断面数值进行研究,并采用GA-TS算法分别对其进行优化设计,结果表明,优化后坝体变形不大,最大拉应力与压应力均符合设计要求,面积优化率分别为12.9%和6.04%,验证了GA-TS算法的可行性。

关键词： 水闸扬压力预测   逐次变分模态分解   集成学习   SHAP   模型解释  

摘要： 针对现有“数据驱动”模型对水闸扬压力预测结果的可解释性低且未解译影响因素对扬压力不同成分的贡献程度,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和集成学习算法的扬压力可解释混合预测模型。该模型采用SVMD将扬压力分解重构为趋势项、周期项和波动项;然后,基于轻量级梯度提升机(LGBM)对不同分量逐一建立预测模型并汇总结果。此外,采用SHAP方法分析渗流影响因素对水闸扬压力不同分量预测结果的影响程度及相关关系。工程实例表明,所提模型与单一算法模型相比,性能平均提升了87.1%,与混合模型相比,精度平均提升了84.6%,验证了模型有效性并提高了模型的可解释性。

关键词： 蒸汽喷射器   CFD   湿蒸汽模型   理想水蒸气模型  

摘要： 采用计算流体动力学(CFD)技术中理想水蒸气模型和湿蒸汽模型对蒸汽喷射器进行数值分析,并与实际的蒸汽喷射器性能进行对比。研究表明:采用湿蒸汽模型计算出的喷射系数与实际误差不超过8%,并且其计算出的内部流场状态更贴近于实际工况,但是其消耗资源较多。采用理想水蒸气模型,其数值分析的结果误差较大,但是对于误差可以高于10%以上、时间要求较紧的场合也可以采用合适的湍流模型配合理想水蒸气模型进行计算。

关键词： PRC管桩   混合配筋   变预应力度   有限元分析  

摘要： 针对高层建筑中PHC管桩面临的抗弯性能局限与延性不足问题,文章深入剖析了其延性差异性的根源,涵盖材料本质、结构设计、施工工艺及制造流程等多个维度,并据此提出了一系列针对性优化策略。为强化PRC管桩中普通钢筋与预应力钢筋的协同效应,同时提升结构整体安全性能,文章创新性地设计了PRC管桩方案,聚焦于材料优选与预应力张拉技术的革新。通过精细化的有限元模拟分析,系统探究了变预应力度PRC管桩的力学性能,旨在显著提升其承载能力与延性表现。研究表明,适度降低预应力钢棒的预应力度可有效增强PRC管桩的延性系数,而辅以高强热轧钢筋并施加适当预应力,能有效补偿预应力值损失,最终实现组合钢筋PRC管桩在延性性能与安全储备上的双重提升。

关键词： 缝隙腐蚀   阴极保护   缺陷   瞬态数值模拟  

摘要： 为研究剥离涂层下含缺陷的金属管道缝隙腐蚀问题,建立了一个充分考虑缝隙内溶液传质过程、电位梯度变化和电中性原则等影响的二维数学模型。利用数值模拟研究了施加阴极保护对含缺陷金属管道腐蚀行为的影响,分析了瞬态条件下缺陷内溶液的溶解氧含量、离子浓度和电导率随时间的变化。数值模拟结果表明:在35 h前阴极保护电位无法完全保护缝隙内的缺陷,且缺陷处的电位差随着与缝口距离增加逐渐减小;在缺陷处电迁移传质和溶液浓度梯度影响离子的扩散,使阳离子向缺陷内、阴离子向缺陷外运动;还原反应导致溶液的电导率随时间的推移而增大,但随缝隙深度增加而降低,在缺陷底部的电导率略高于缺陷口的电导率。

关键词： 复合采空区群   风险评价   废石-尾砂充填体   充填顺序   数值模拟  

摘要： 针对某矿复合采空区群存在可能导致的顶板失稳冒落致灾问题,系统研究了复合采空区群风险性评价及充填治理优化方法。研究结果表明:部分采空区实际爆破跨度已超过其临界冒落跨度,存在冒落风险,必须进行充填治理;充填体级配指数越小,砂灰比越小及充填体浓度越大,越有利于提高充填体强度;当灰砂比为1∶4、浓度为75%、颗粒级配为0.2及0.4时,为最优充填体级配。对采空区实施不同充填方案后,从充填成本及经济最优角度考虑,确定方案一为最佳充填方法。在此基础上,提出了“风险空区首选充填+隔一充一”的复合采空区群协同治理方法,可实现复合采空区群的有效治理。

关键词： 隧道工程   空气耦合冲击回波   隧道结构   内部缺陷   数值模拟  

摘要： 为了研究空气耦合冲击回波法对隧道结构内部缺陷识别的适用性,建立了隧道结构内部缺陷如空腔、裂缝和含水空腔的有限元模型,分析了不同缺陷工况下空气耦合冲击回波的响应特性,浇筑了含不同缺陷工况的隧道结构模型,开展了基于空气耦合冲击回波法的隧道结构内部缺陷检测试验研究。研究结果表明:空气耦合冲击回波法能够很好的识别隧道结构内部缺陷,识别的缺陷深度和理论值基本吻合,数值模拟和室内试验结果基本一致,缺陷内是否含水对冲击回波检测结果影响不大。随着缺陷深度增加和缺陷尺寸的减少,识别精度有所降低,随着缺陷深度从30 cm增加到50 cm,缺陷尺寸从50 cm×50 cm降低到10 cm×10 cm,检测误差从0.05%增大到3.26%。