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关键词： 压气机   轮背密封   轴向力   数值计算   数值模拟  

摘要： 针对氢燃料电池动压悬浮压气机轴向力计算不够完善的问题,在分析现有的轴向力计算方法的基础上,采用理论公式计算与计算流体动力学(CFD)仿真2种方法对压气机密封轴向气动力进行了研究。首先建立了基于经典气体动力学的理论计算模型,随后通过CFD仿真对模型进行了验证和细化,以准确模拟实际工况下的气动力影响。结果表明,通过理论公式计算得出轴向力大小与CFD仿真计算出的结果对应良好;2种方法各有优劣,在初步设计阶段和快速评估时,公式计算方法简便快速,而在详细设计和性能优化阶段,CFD能提供更为详细和精确的流场分析。通过2种方法的对比,不仅验证了理论模型的有效性,也指出了进一步优化压气机设计中需考虑的关键因素,对提高氢燃料电池系统的整体效率和安全性具有重要意义。

关键词： 连云港市   警戒潮位核定   数值模拟应用   波浪爬高  

摘要： 合理的警戒潮位是有效预警报的前提。在潮位和波浪资料不足的情况下,将数值模拟应用到沿海警戒潮位核定中,是加强海洋灾害监测工作及提升预警报能力的有效途径。本文分别采用TOMAWAC模型和MIKE 21模型模拟波浪要素和潮汐水位,经过连云港沿海实测数据的对比验证了模型的有效性与准确性,并基于模拟结果进一步分析了各岸段重现期潮位和波浪爬高等要素,确定了警戒潮位的修正值。

关键词： 叶巴滩水电站   坝肩边坡   开裂变形   数值模拟   稳定性分析   加固处置  

摘要： 叶巴滩水电站位于金沙江上游青藏高原边缘复杂地质带,枢纽区边坡开挖高度大、卸荷强烈、地质结构复杂。右岸坝肩边坡施工期现场巡查中发现,沿f29、fr18、f85等断层在坡表与平硐内出现了300多条裂缝,厘清边坡的变形开裂机制、准确评价边坡开裂后的现状稳定性,是否需要采取应急加固处置是叶巴滩水电站施工过程中亟需回答的关键工程技术难题。采用工程地质条件分析、监测资料分析、三维极限平衡分析和数值模拟相结合的研究方法,对叶巴滩右坝肩变形的边界条件和破坏模式进行深入研究,揭示了边坡变形开裂成因机制为开挖卸荷、支护滞后和施工渗水软化等综合因素影响下,沿NW向和EW向结构面组合楔形块体稳定性不断降低,产生了指向河床的蠕滑变形;控制边坡整体稳定性的上、下游边界分别为f85和f29,破坏模式为楔形体滑动。根据该块体滑面的正应力和剪应力分布,提出了针对f29和f85断层布置带有键槽的抗剪洞的应急加固措施,并辅以锚索强腰、排水等工程措施。稳定性分析结果表明,应急加固措施可以显著提高块体安全系数,加固后的边坡满足稳定性要求。研究成果对类似变形开裂破坏的岩质高边坡机理分析及应急加固处置具有借鉴意义。

关键词： 盾构隧道   管片接缝   模型试验   数值模拟   渗漏位置   地层响应   颗粒稳定拱  

摘要： 为研究水下盾构隧道管片接缝在不同角度及不同水位下的渗漏规律,设计了5种不同倾斜角度的管片接缝渗漏可视化试验装置,模拟拱顶至拱肩位置在不同水位下的渗漏过程,采用PFC 2D颗粒流软件分析了试验工况下的隧道渗漏收敛规律,对渗漏诱发的地层响应进行了研究。结果表明:管片接缝渗漏角度越大,水位越高,其总漏砂量越多,漏水速率越大,形成稳定土拱所需的时间越长,相同水位的拱肩接缝总漏砂量为拱顶总漏砂量的2倍以上,拱肩处形成稳定土拱所需时间相较于拱顶处增长了58%以上;渗漏导致的地层变形影响宽度和影响面积均随渗漏角度增大呈扩大趋势,且距离漏缝越近的砂层,其分层沉降宽度越小,沉降幅值越大,除拱顶外,形成的颗粒稳定拱均无对称性;渗漏角度越大,颗粒稳定拱矢跨比呈减小的趋势,拱顶处的颗粒稳定拱矢跨比约为拱肩处的2倍。研究结果可为水下盾构隧道施工提供一定的借鉴。

关键词： 采石场   边坡稳定   数值模拟  

摘要： 为了确保玉皇堂山采石场边坡稳定性,提高经济效益,根据实际情况,将矿山边坡分为4个区域。采用Geo-Studio软件和FLAC3D数值模拟软件,对不同工况条件下(自重+地下水作用下、自重+地下水+地震力作用下)边坡安全系数进行计算分析。结果表明:4个区域内,边坡安全系数均满足规范要求,边坡安全系数随边坡高度和边坡角度的增减而减小;潜在滑动区域为Ⅱ区、Ⅲ区的坡顶位置;2种工况条件下安全系数差别较小,说明地震作用对边坡稳定性影响较小。

关键词： 图像末制导炮弹   气缸张开式尾翼   后效作用   动态张开   数值模拟  

摘要： 为准确分析图像末制导炮弹气缸张开式尾翼张开特性,根据尾翼结构特点与作用原理,研究了气缸充放气过程、活塞启动之后的运动过程与尾翼片转动过程,并与末制导炮弹膛内过程和炮口后效过程相耦合量化,构建了基于后效作用的尾翼动态张开模型,基于该模型对某型图像末制导炮弹进行了数值仿真研究,得到了尾翼张开到位前弹底与气缸内压力、弹丸运动速度与位移、活塞运动位移和尾翼片张开角度等随时间的变化规律。从最大膛压、弹丸炮口初速、尾翼张开到位时距炮口位置及其尾翼片张开角度的仿真与测试情况来看,相对误差分别为3.2%、0.7%、4.7%和5.7%,仿真结果的可信度较高,并且相关曲线与实际变化规律相一致,验证了模型合理性。在此基础上,从装备设计使用的角度分析了装药量和气孔直径的变化对图像末制导炮弹尾翼张开特性的影响规律,给出了具体指导意见。研究成果可为图像末制导炮尾翼结构的优化设计、强度校核与工作异常机理分析以及其他新型气缸张开式尾翼弹的研制应用,提供一定的理论基础与数据支撑。

关键词： 基坑开挖   数值模拟   地表变形   安全性分析  

摘要： 基坑开挖对附近土体造成扰动,改变土体原有受力状态,影响周边地表建筑安全,因此,以江西省南昌市昌北机场2号隧道实际基坑工程为背景,采用PLAXIS 3D软件模拟分析基坑开挖整个过程中周边环境产生的变形,获得基坑周边土体的变形规律,模拟计算结果表明,在开挖过程中,大部分土体产生指向坑内的水平位移和向下的竖直位移;地表最大沉降值、最大水平位移值、最大水平变形值、最大倾斜及最大曲率分别为18.5、19 mm、0.00155、0.00151、0.0007(1/m),均在相关建筑规范允许范围之内,表明周边环境在基坑开挖作业过程中受到的安全性影响很小。

关键词： 开采扰动   连续采动   数值模拟   覆岩移动   地表沉陷  

摘要： 为应对岳城煤矿3#煤回采期间,地表沉陷问题严重影响周边环境及生产活动,连续采动工作面时#沉降现象愈发明显,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,探讨了3煤工作面连续回采过程中地表沉陷的特征及影响因素。研究表明,当回采至90 m深度时,地表开始出现移动,采动超前影响角为85°,最大下沉速度达到89 mm/d;随着采煤工作面的延伸,采空区上方形成大应力拱,进而加剧采空区两侧煤体的应力集中;连续工作面的回采显著增加了地表沉陷量,在黄土层厚度较大的区域,沉降效应更为显著,首采面采空区的中心沉降最大,向四周逐渐减小;覆岩在接近地表范围内会朝向首采面采空区发生水平移动,并随着深度的增加而减小。针对性的地表沉陷防范与治理措施可以有效减轻地表沉陷,为后续工作面回采引起的地表沉陷治理提供理论借鉴。

关键词： 跨介质无人航行器   结构设计   总体布局   变体技术   数值模拟  

摘要： 随着我国海洋强国战略的推进,无人航行器也在不断更新换代,对海洋资源开发的影响日益重要。面对多数水况复杂的水域,单一的水下航行器可能会出现损坏或无法完成探测任务的情况,本文从总体布局与结构设计方面出发,设计了一款跨介质水空两栖无人航行器,能够通过折叠变体机构自主适应不同介质环境。最后通过STAR-CCM+软件对航行器的水动、气动特性进行数值模拟。结果表明,航行器满足空中、水下不同的升阻力要求,可以在不同介质环境下保持最优性能。

关键词： 光纤通信   网络信号恢复   均衡方法   数值模拟   存储池计算  

摘要： 针对目前光纤通信网络信号恢复效果差的问题,提出一种基于存储池计算(RC)信道均衡方法的光纤通信网络信号恢复方法。在对接收到的非码零码(NRZ)和四电平脉冲幅度调制(PAM4)信号进行信号预处理基础上,基于人工神经网络(ANN)对光电子RC进行训练,以确定输出权重,从而确定误码率(BER)。实验阶段,为了验证光电RC均衡方法能够对通过不同光通信系统传输的不同调制格式的信号实现良好的恢复效果,采用了2个基于25 G光学器件的系统分别传输50 Gb/s的NRZ和PAM4信号,对光电RC进行了数值模拟。实验结果表明,与45抽头前馈均衡(45-FFE)和9抽头判定反馈均衡(9-DFE)相比,通过使用所提光电RC(RC-N900)恢复通过P型-本征-N型光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)系统传输NRZ信号的灵敏度分别提高了3.2 dB和3.4 dB。对于通过PIN系统和APD系统传输的PAM4信号,相对于123抽头FFE(123-FFE)和9-DFE获得的灵敏度,通过光电RC获得的灵敏度分别增加了4.9 dB和4.6 dB。