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关键词： 内燃式热风炉   炉内流动   传热特性   数值模拟  

摘要： 近年来,随着经济快速发展,工业成为全球产业的发展重心。在这个多样化的工业环境中,高炉炼铁作为关键的生产环节取得了显著进步,而热风炉作为关键设备也得到了广泛的应用。这一进步填补了国内技术上的短板,为我国工业发展注入了新的活力。然而,尽管取得了巨大的成就,在节能方面仍有提升的空间。技术人员需要不断努力,以降低能耗、提高热效率,同时注重环保和设备的长寿,确保能源利用高效。这样不仅可以节约能耗,还可以使工业生产更加环保和可持续。以内燃式热风炉作为分析对象,讨论热风炉结构,对热风炉三维稳定态流体力学模型的基本假设、模型计算域、网格划分、边界条件以及控制方程进行探讨,并分析模型的模拟结果,希望通过内部流动与传热特性的探讨提高热风炉的热效率,提升生产过程中的能源利用效率,降低生产成本。

关键词： 引水隧洞   边挖边衬   偏压碾压   底板保护   数值模拟  

摘要： 在引水隧洞开挖与混凝土衬砌平行作业施工过程中,底板混凝土被重车碾压破坏严重影响施工质量。针对引水隧洞“边挖边衬”平行作业中由于重车碾压所导致的底板混凝土保护难题,利用ABAQUS建立底板保护数值计算模型,采用上覆“洞渣-混凝土”复合保护层的底板保护措施,开展隧洞底板成品混凝土保护数值模拟研究,分析保护层材料特性与重车偏压距离对底板受力变形的影响规律,评估不同工况下的底板保护效果。研究结果表明:该底板保护措施可有效提升底板混凝土保护效果,随着保护层混凝土标号提高,底板混凝土的受力与变形减小,减小率最高分别可达17.5%和12.4%,随着重车偏压距增大,底板混凝土最大变形量增大且变形区域范围扩散显著,且边缘处应力增长极其明显,最大增长率高达222.6%,研究结果可为隧洞底板混凝土防碾压破坏提供理论与技术指导。

关键词： 流速分布   数值模拟   迎风和背风区   颗粒释放和输运  

摘要： 边界层中流场与壁面粗糙元的相互作用对壁面颗粒物质的输运起着重要作用.尽管关于边界层流动中壁面有限长柱体粗糙元周围流场的研究已有很多,但对柱体截面形状的影响认识尚不全面.采用K-epsilon湍流模型数值模拟了大气边界层中高度和迎风宽度分别为0.5 m和1 m的不同截面形状柱体粗糙元与流场的相互作用,分析了穿过柱体中轴面内的垂向流速对截面形状改变的响应.结果表明,截面形状对柱体粗糙元周围垂向流速的分布和大小均有影响,并且在粗糙元迎风和背风区内的最大垂向流速(包括正向和反向)对截面形状改变的响应存在定性或定量差异.这些结果可提升对边界层中壁面上障碍物附近的沙尘及其他有害微颗粒释放和输运机制的认识.

关键词： mountainous railway   slope   framed anti-sliding structure   model test   finite element modeling   mechanical responses  

摘要： To ensure the operational safety of railways in the landslide-prone areas of mountainous regions,a large-scale model test and numerical simulation were conducted to study the bending moment distribution,internal force distribution,deformation development,and crack propagation characteristics of a framed anti-sliding structure(FAS)under landslide thrust up to the point of *** show that the maximum bending moment and its increase rate in the fore pile are greater than those in the rear pile,with the maximum bending moment of the fore pile approximately 1.1 times that of the rear *** the FAS fails,the displacement at the top of the fore pile is significantly greater,about 1.27 times that of the rear pile in the *** cracks develop at locations corresponding to the peak bending *** transverse cracks initially appear on the upper surface at the intersection between the primary beam and rear pile and then spread to the side of the *** the failure stage,major cracks are observed at the pil-beam intersections and near the anchor *** flexural stiffness at intersections where major cracks occur can improve the overall thrust-deformation coordination of the FAS,thereby maximizing its performance.

关键词： 软弱夹层   顺层滑坡   数值模拟   成灾机理   运动过程  

摘要： 贵州三叠系地层多分布含软弱夹层顺层岩质滑坡,该类滑坡具有破坏性强、滑移机制复杂、治理难度大等特点。以贵阳市西二环滑坡为例,通过野外地质调查、理论分析和离散元数值模拟等方法,探究该类滑坡成灾机理和失稳运动演化过程。结果表明:西二环滑坡主要由白云质层状碎裂岩体组成,渗透性和保水性较好,呈现“海绵体”结构,持续性降雨是该滑坡诱发的直接原因;该滑坡首先由前部滑体剪出,且逐渐向上牵引,随后滑体后缘张拉裂隙进一步发育,在重力作用下导致滑移-拉裂破坏,模拟结果与实际情况基本吻合;西二环滑坡可分为4个变形失稳阶段:自然溶蚀裂化-开挖卸荷扩展-饱水弱化剪切-缓慢滑移堆积。研究结论对于贵州三叠系含软弱夹层顺层岩质滑坡的成灾机理分析和工程防治具有一定的参考意义。

关键词： 基坑降水   目标函数法   数值模拟   海太过江隧道  

摘要： 为提升基坑降水工程中降水效率,减少过度的抽水设计,节约工程成本,基于目标函数法建立的基坑降水优化模型,以基坑降水工程总成本为目标函数,以防渗帷幕深度、抽水井数量、单井抽水量为设计变量,对基坑降水方案进行优化设计,求取不同防渗帷幕深度下的抽水井数量与单井抽水量,利用MATLAB软件中的Fmincon函数对优化模型求解。通过此优化方法对海太过江隧道南岸明挖段盾构井基坑进行优化设计,并利用Visual MODFLOW Flex软件对优化方案验证分析。结果表明,在保障周围环境安全、满足工程设计要求的前提下,Fmincon函数优化方案较原方案防渗帷幕深度减少13 m;抽水井数量减少7口,井深累计减少260 m;抽水井一昼夜抽水量累计减少13675 m^(3);总成本累计减少约16.8%。因此,基于目标函数法利用Fmincon函数进行基坑降水优化设计是合理可行的。

关键词： “三软”煤层巷道   软岩支护   数值模拟   现场应用  

摘要： 针对“三软”煤层工作面巷道围岩应力高、变形量大、返修率与返修成本高等问题,以新窑煤矿4-1煤层54101工作面运输巷道为工程背景,理论分析了巷道围岩大变形机理及影响因素,提出了一种将“全长锚固”与高强度高刚度的锚杆(索)结合使用的支护方案。结果表明:应用设计支护方案后,与原支护方案相比,顶底板与两帮围岩变形量模拟结果分别降低了23.5%、37.5%、22.1%和16.7%,验证了支护方案的可行性;且54101工作面运输巷道掘进期间,两帮围岩的相对变形量最终控制在150mm左右,顶板的相对位移保持在100mm以内。本研究提供了解决新窑煤矿“三软”煤层巷道支护难题的可行方法,同时为其他类似地质条件下的矿井提供了有益的参考。

关键词： 地下储气库   碳封存   井筒   流动和传热   数值模拟  

摘要： 针对以二氧化碳为垫层的地下储气新技术需要,本文提出一种改进的地下储气库井筒流动与传热模型及其求解方法。数学模型上,引入流向因子以适应地下储气库注采的井筒气体流向交替变化特点,建立非稳态井筒导热模型,突破了Ramey解析模型的稳态假设限制,同时着重考虑二氧化碳在井筒流动中相态转换的影响。求解方法上,提出井筒流动压降非线性模型,采用牛顿迭代法全井筒整体求解,解决了传统逐点迭代法的不稳定问题,计算时间至少缩短了40%。

关键词： 软土区   深基坑降水   有限元   数值模拟  

摘要： 【目的】研究软土区地铁工程深基坑降水施工的渗流场及应力场变化规律。【方法】依托于福州某地铁站竖井工程,建立基于不同开挖步序及降水条件的有限元模型,分析降水施工过程中软土区基坑开挖渗流场及应力场的变化规律,并通过应力监测结果对比有限元模型的可行性,最后提出施工建议。【结果】研究结果表明,止水帷幕能够有效控制基坑内部地下水的孔压及流速,从而降低排水难度,由于排水固结的作用,竖向应力随开挖深度的增加,稳定性逐步提高,水平方向被动土压力增加迅速,水平应力随开挖深度的增加较为明显。【结论】施工时应加强下部结构的支护,以预防基坑在施工过程中发生失稳坍塌事故。

关键词： 机组振动   减振   实测   数值模拟   案例  

摘要： 目前学校宿舍普遍在屋顶安装空气源热泵机组和水泵机组,如果处理不当将会因为机械设备产生的振动影响学生居住舒适度。结合某学校宿舍楼屋面水泵机组安装改造实例,通过实测和数值模拟分析了机组振动影响情况,提出增加混凝土基础、更换低功率水泵以及安装固定支架3种改造方案,并对不同改造方案评估其减振效果,结果表明3种改造方案均能有效减轻振动,但不同方案的减振效果存在差异。