教学课程资源库 更多>>

关键词： 复式海堤   越浪量   OpenFOAM   数值模拟  

摘要： 复式海堤作为关键的海岸防护设施,在应对越浪发挥着至关重要的作用。因此,深入研究堤后越浪量,揭示其对复式海堤的作用机理,对于降低灾害风险具有一定意义。文中采用雷诺时均N-S方程作为基本控制方程,k-ωSST模型模拟湍流效应,VOF方法捕捉流体自由表面,并采用wave2Foam中的松弛区吸收和生成波浪,以开源计算流体力学软件OpenFOAM为平台建立二维波浪数值水槽。针对复式海堤,研究了有无消浪平台及相对宽度对堤后越浪量的影响。研究结果对于复式海堤工程设计具有一定借鉴意义。

关键词： 瓦斯抽采   密闭取样   流-固耦合   煤层瓦斯涌出规律   偏最小二乘法   瓦斯排放带长度  

摘要： 针对煤矿井下密闭取样无心钻进长度难以确定这一难题,分析钻孔孔底煤层瓦斯涌出规律,建立流-固耦合模型,模拟分析煤层初始渗透率、煤层初始瓦斯压力、钻孔直径、煤壁暴露时间对钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度的影响;拟合得出钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度预测方程。结果表明:在不同的排放时间段内,钻孔孔底煤层瓦斯排放带内煤层瓦斯压力均为先快速增长、后趋于稳定;在同一煤层条件下,煤壁暴露时间越长,形成钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度越长;煤层初始瓦斯压力是影响钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度的重要因素;钻孔直径的增大能够使更远处的瓦斯进行排放,使钻孔孔底煤层瓦斯排放带的长度增加;煤层初始渗透率增大能够影响钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度增长,但煤层内的瓦斯量为定值,因此钻孔孔底煤层瓦斯排放带的长度有极限值;采用偏最小二乘法分析得出的对钻孔孔底煤层瓦斯排放带长度影响程度从强到弱依次为煤层初始瓦斯压力、煤壁暴露时间、煤层初始渗透率、钻孔直径。

关键词： 液滴   高温球面   气膜   表面张力   数值模拟  

摘要： Leidenfrost现象是液滴撞击高温壁面时产生的物理现象,广泛存在于电子工程、机械工程、动力工程和化学工程等领域,然而现有研究多数针对平面上的Leidenfrost现象,针对高温曲面的研究甚少,如高温球面.为了探究液滴撞击高温球面的动力学特性及传热特性,采用数值模拟方法研究了液滴撞击高温球面引起的Leidenfrost现象.从液滴与气膜形态以及壁面热流密度与压力分布等方面,分析了Leidenfrost现象,探究了液滴、气膜和热壁面之间的相互作用规律,发现气膜厚度较薄处,壁面热流密度较高,且液滴与壁面间的蒸汽在排出时会形成泊肃叶流,从而影响排气速度.随后,进一步研究了液滴撞击速度、液滴尺寸、壁面温度等因素的影响.研究结果表明,撞击速度和液滴尺寸的增加都可以增强液滴的铺展从而增强传热,但二者在气膜变化上有所不同,撞击速度的增加会导致排气加快,中心气膜厚度降低;液滴尺寸的增加则会使中心气膜厚度升高.由于液滴初始撞击动能不变,壁面温度的改变对液滴铺展趋势的影响不大,但壁面温度升高会加大液滴吸热量,使得蒸发速率加快,从而导致气膜中心厚度增加.

关键词： 地下水   软弱岩层   数值模拟   边坡稳定性   敏感性分析  

摘要： 含软弱岩层露天矿开采对地下水排干导致地下水位变化明显,严重威胁露天矿边坡稳定性。本文以某含软弱岩层露天矿边坡为研究对象,探究该矿采场边坡受地下水影响下的稳定性情况,首先,基于瑞典条分法分析了不同边坡角、不同水位角、不同边坡高度条件下的采场边坡稳定性与地下水位变化规律,其次,选取典型剖面分别采用简化Bishop法、Janbu法和Morgenstern-Price法3种分析方法进行了采场边坡稳定性分析。结果表明:(1)随着软弱岩层上部的地下水位增高,采场边坡稳定性降低且变形范围增大;(2)稳定系数随水位变化较为敏感,水位上升时边坡稳定系数呈反比例函数逐渐减小,在现场工程设计中应尽可能考虑减小边坡角;(3)不利水环境条件下,采场边坡典型剖面在主采煤层以上的局部和整体边坡稳定系数处于1.578~2.016,具备一定的安全储备能力。此项研究为该矿山的设计提供了宝贵的理论依据,为今后矿山的设计、生产提供了可靠指导。

关键词： 增材制造   磨粒流加工   弯管过磨   弯管结构设计   数值模拟   试验分析  

摘要： 目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新结构设计弯管内表面在磨粒流光整工艺加工下各样点压力与流道形状对弯管肘部材料去除量的影响。结果 仿真和实验结果揭示了各结构弯管的压力变化趋势,以及去除量的分布特征。在10 MPa的加工压力和100次的循环加工次数下,不均匀增厚弯管在入口倒角处存在压力增大突变,所以在倒角处、弯管段去除量最大,比普通弯管增加了20.7%。2种凸起结构在弯管段外侧压力随凸起结构的阻滞作用加剧而突变增大,随形磨削导致外侧凸起结构处去除量变化波动加剧,相比普通弯管分别增加了67.2%和47.5%,内侧去除量相比普通弯管也显著提升,分别提升172%和151%。结论 不均匀增厚弯管可以显著减少肘部过磨,保持内壁表面连续均匀的梯度变化,而凸起结构导致去除量波动,虽然可以减少过磨但难以控制稳定的表面粗糙度,所以不均匀增厚弯管结构对肘部流道外侧过磨问题具有较好的工程应用价值。

关键词： 水利工程   工程施工   施工方法  

摘要： 水利工程施工是一项复杂且重要的工程活动,具有综合性强、系统复杂、受自然条件制约显著及环境影响大等特点.本文深入探讨了水利工程施工的主要特点,分析了水利工程的主要施工方法,包括土方工程、灌浆工程、水坠坝工程和混凝土坝工程等,旨在为水利工程施工提供理论指导和实践参考,推动我国水利事业的高质量发展.

关键词： 特大断面   数值模拟   工法比对   双侧壁导坑法   围岩变形  

摘要： 文章以西南地区Ⅴ级围岩为研究对象,利用有限元软件分别模拟单洞四车道特大断面隧道在三台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法下的开挖过程,分析不同开挖工法对特大断面隧道竖向总位移和阶段竖向位移变化的影响。结果表明:四种开挖工法下隧道围岩阶段竖向变形量差异不大,双侧壁导坑法对拱顶沉降变形控制最好;三台阶法对仰拱底隆起变形控制最好,但四种工法差异很小;双侧壁导坑法在竖向变形的控制上显示出更优良的综合能力,综合成本更高,实际施工中可根据成本综合比选。

关键词： 喷水推进   流场特性   数值模拟  

摘要： 本文采用数值模拟和试验研究对推力室推力特性进行了深入研究,分析了推力与推力室直径、推力室几何形状等参数的关系并进行优化设计,为提高推力、提高能量转换效率提供了理论基础。建立了推力室能量损失的数学模型,设置优化目标和约束条件,进行了优化设计,得到了推力室结构参数的设计原则和方法,并在试验系统上完成了试验研究。This paper conducts an in-depth study of the thrust characteristics of the thrust chamber through numerical simulation and experimental research. It analyzes the relationship between thrust and parameters such as the diameter and geometry of the thrust chamber, and carries out optimization design to provide a theoretical foundation for enhancing thrust and improving energy conversion efficiency. A mathematical model for energy loss in the thrust chamber is established. Optimization goals and constraints are set, and an optimization design is performed to derive the design principles and methods for the structure parameters of the thrust chamber. Experimental research was conducted on a test system.

关键词： 高密度电法   物理模拟   数值模拟   注浆材料   浆液扩散检测  

摘要： 为对地面定向钻孔注浆后浆液在井下扩散区域进行有效检测,基于高密度直流电法技术,设计在开挖巷道两侧帮距离底板1.5 m布设等间隔200 mm的浅钻孔测线,进行对称测量。通过实验室物理模拟、数值模拟和袁店二矿轨道大巷检测,结果表明:水泥浆液在凝固硬化浸泡后相对于周围围岩仍然呈现高阻状态,注浆浆液的挤压置换在有巷道空间存在的情况下,左右两帮在视电阻率等值线断面图中会有较明显的差异,巷道探测结果划定的注浆浆液扩散区域经验证吻合实际情况,说明在巷道两侧布置测量点综合对比分析浆液扩散区方法可行,证明了该方法可以在事后进行注浆浆液扩散区检测。

关键词： 双连拱转大跨隧道   横通道施工   土体位移   应力分析   数值模拟  

摘要： 针对连拱转大跨复杂工法环境下大跨横通道施工的重点难题,以苏州国际快速物流通道二期工程为背景,基于数值模拟,考虑隧道地质条件、施工工法和施工阶段等因素,模拟了双连拱转大跨复杂工法环境下大跨横通道施工开挖的全过程,并对隧道周围土体位移和应力分布进行了分析,验证了该工法的可行性和安全性。该研究成果可为同类工程施工提供参考。