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关键词： 纳滤膜   通量   污染控制   数值模拟  

摘要： 纳滤膜因其高效去除污染物和节能特性在水处理领域得到广泛应用。然而膜通量受限与污染问题仍然是制约其发展的关键因素。本文基于实验与数值模拟研究优化纳滤膜的设计,旨在提升膜通量并增强抗污染能力。通过调整膜材料、结构及操作条件,分析不同因素对膜性能的影响。实验结果表明优化后的纳滤膜在保证高通量的同时,显著降低污染速率。数值模拟进一步验证了优化策略的有效性并为膜结构改进提供了理论依据。本研究不仅为高效净水材料的开发提供了新思路也对实际工程应用具有重要指导意义。

关键词： 仿生   鲨鱼皮   激光加工   线切割   铝合金   数值模拟  

摘要： 目的探究在铝合金表面制备仿生鲨鱼皮盾鳞结构的方法,检验采用复合加工方法制备的鲨鱼皮盾鳞结构在水下的减阻性能,为构建仿生表面提供一种新的思路。方法采用激光与电火花线切割复合加工的方法,分2步构建仿生盾鳞结构。第一步,将基体表面与线切割机床的钼丝呈45°夹角接触,仿制盾鳞的轮廓绘制切割路径,设置每个盾鳞的间距为0.65mm、高度为0.4mm。第一次切割完成后,将工件旋转90°,继续按照相同的方式切割,至此仿生鲨鱼皮盾鳞一级结构制备完成。第二步,使用纳秒激光打标机在一级结构表面刻蚀微沟槽形貌,设置激光扫描路径间距为0.08mm、激光功率为12W、扫描速度为100mm/s,激光加工完成后,仿生鲨鱼皮盾鳞二级结构制备完成。减阻试验部分基于流动滑移理论,在COMSOL中对阵列的结构模拟计算,对比了光滑表面、一级盾鳞结构表面与仿生盾鳞的二级结构表面,分别观测其壁面切应力、表面黏性应力以及速度流线。结果盾鳞倾斜角度为13°、盾鳞表面沟槽间距为0.17mm、沟槽深度为0.08mm时的壁面切应力最小。一级盾鳞结构表面与二级仿生盾鳞结构表面在速度流线图中均显示一定的减阻性能,二者之间的差异在于后者的流线更加稳定。在减阻试验中,盾鳞倾斜角度16°、盾鳞沟槽间距0.17mm、沟槽深度0.08 mm,减阻率可达35%左右。结论通过激光与线切割复合加工方法制备的仿生鲨鱼皮盾鳞结构表面具有优异的水下减阻性能。加工出合适的盾鳞倾斜角度、沟槽间距与沟槽深度能够有效提高仿生表面的减阻性能。

关键词： 光伏组件   肋片   自然通风冷却   数值模拟  

摘要： 光伏发电因其符合“双碳”战略而成为研究热点.为了解决光伏组件因为运行温度过高导致的转换效率低、使用寿命短的问题,已有学者提出了光伏组件自然通风冷却系统,本文在此系统的基础上增加了肋片,旨在利用自然通风+肋片强化光伏组件处的散热.本文建立了带有肋片的光伏组件自然通风冷却系统的数值仿真模型,采用FLUENT软件模拟研究了9组肋片间距(0.2 D~1.0 D)和7组肋片高度(0.2 H~1.4 H)下光伏组件平均温度和转换效率的变化规律.模拟时的基准肋片布置为肋片间距D=68 mm,即肋片数量为10时的肋片间距;肋片高度H=100 mm.研究发现:将肋片高度固定为100 mm、肋片间距为0.4 D时,光伏组件平均温度最小为55.16℃,光电转换效率最大为17.29%.将肋片间距固定为0.4 D即27.2 mm,随着肋片高度从0.2 H增加到1.2 H,光伏组件平均温度逐渐减小直至趋于稳定(趋于稳定的温度为54.73℃),光电转换效率逐渐增大直至趋于稳定(趋于稳定的效率为17.32%).应用于光伏组件自然通风冷却系统的优化肋片布置形式为:肋片间距0.4 D即27.2 mm,肋片高度1.2 H即120 mm.当环境温度为35℃、太阳辐射强度为800 W/m^(2)时,与无肋片相比,光伏组件自然通风冷却系统在优化肋片布置下可将光伏组件的平均温度降低6.24℃,光电转换效率提高0.56%.本研究可为光伏产业的提质增效提供一定的理论指导.

关键词： 涌浪   数值模拟   UDEC离散元软件   三峡库区   FLOW-3D  

摘要： 三峡库区岸坡失稳造成的涌浪对码头及通航船舶的安全造成极大威胁,因此对轿顶峰^(#)1岸坡进行失稳过程分析及失稳造成的涌浪程度研究对防控涌浪灾害十分必要。采用离散元法分析岸坡极限平衡状态,再将极限平衡状态下的参数折减以进一步研究岸坡的失稳过程;基于岸坡失稳过程模拟得到的相关边界条件采用FLOW-3D数值模拟软件对其在145、175 m两种水位工况下进行涌浪的预测及研究。结果表明,轿顶峰^(#)1岸坡经过滑移—溃屈破坏后整体形成碎屑流,碎屑沿岸坡滑入长江航道产生涌浪;涌浪在145 m水位工况下最大浪高约7.4 m,青石旅游码头最大爬高约4.7 m,在175 m水位工况下最大浪高约3.9 m,青石旅游码头最大爬高约3.4 m,两种工况下白鸶鹭与培石处涌浪爬高均不超过0.4 m。主要的潜在危害区为长江航道与青石旅游码头。

关键词： 离散元法   三分散   冲击过程   动能和势能  

摘要： 本文采用离散元方法研究三分散颗粒系统在冲击过程中的特性。三分散系统在冲击过程中表现出与单分散系统相似的现象,但在能量传递和颗粒分布方面具有独特特征。大粒径颗粒由于质量较大,倾向于聚集在冲击中心区域,吸收更多的能量;而小粒径颗粒则由于质量较小,更容易向外扩散,表现出多次飞溅现象。中等粒径颗粒的分布介于两者之间,受到惯性和颗粒间相互作用力的共同影响。此外,当颗粒床受到冲击时,冲击球的能量在不同粒径颗粒之间分布不均匀,导致各粒径颗粒的初始动能存在显著差异。在能量耗散的过程中,小粒径颗粒表现出更强的能量回收能力。这种能力使其在下落并撞击颗粒床后能够再次飞溅。相比之下,大粒径颗粒的能量回收能力相对较弱,因此在后续运动中表现出较低的活跃性。

关键词： 沿空留巷   合理煤柱宽度   切顶高度   数值模拟  

摘要： 以山西潞安化工集团常村煤矿2106工作面为工程背景,采用数值模拟和现场验证相结合的手段,分析了沿空留巷合理煤柱宽度下不同切顶高度对煤柱及巷道围岩的应力影响规律,优选出切顶卸压的合理高度。研究结果表明:随着煤柱宽度的增加,应力集中区域逐渐由采空区侧向煤柱中心位置转移,而实体煤侧的峰值应力会表现出降低的趋势,其降低幅度表现为指数函数递减趋势;常村矿合理煤柱宽度为8 m时,有利于控制沿空巷道围岩的稳定性,在8 m合理煤柱宽度下最佳的切顶高度为15 m;通过在常村矿进行工业性试验,采用煤柱宽度为8 m,切顶角度为90°,切顶高度为15 m,得到的围岩变形量整体明显下降,卸压效果显著,巷道留巷效果较好。本研究结果可为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。

关键词： 绿色施工理念   施工组织   设计   编制  

摘要： 绿色施工理念作为建筑行业可持续发展的重要方向,正逐步改变传统的施工组织设计模式。在日益严格的环保要求和资源节约压力下,施工企业需要从投标阶段开始就融入绿色施工的思想和方法。笔者探讨了绿色施工理念下的施工组织设计编制策略,旨在为施工企业提高投标竞争力和项目环境效益提供参考。

关键词： 高速公路桥梁   施工技术   预应力混凝土连续梁结构   数值模拟   工程建设效率与质量  

摘要： 高速公路桥梁的施工是现代公路建设中的重要环节,其质量直接影响人民的行车安全和道路的使用寿命。以施工技术研究为背景,本文深入研究了高速公路桥梁梁柱的施工方法,并探索了施工过程中可能遇到的问题和解决办法。通过对多种施工技术的比对和试验,结论显示,采用新型的预应力混凝土连续梁结构可以有效提高梁柱的耐用性和稳定性。此外,应用数值模拟技术进行施工前模拟,有助于预测并解决施工过程中可能出现的问题,从而确保施工效果达到预期。本研究的成果为工程建设者提供了技术支持,具有重要的理论指导意义和实践价值。在实际操作中,还需要结合项目的具体情况,灵活应用各类施工技术,以期提高工程建设的效率和质量。

关键词： 热源   数值模拟   自然通风   热分层   温度场  

摘要： 针对目前变电站内热源设备散热量大、室内热环境调节困难、设备长时间高负荷运行引起变电站内部热量堆积可能导致的一系列衍生问题,运用计算流体力学方法对多热源小室内热环境进行模拟,分析了双热源耦合下房间内热羽流特性,并比较了不同热源间距、热源高度及排风口位置下房间内流场、温度场的变化情况,得出了内扰因素对室内通风性能的作用规律,即多热源集中布置时,室内流场和温度场分布比较稳定,有利于散热通风,热源不宜过高,可使热源上方和排风口处气流速度加快,散热加快,将排风口设置在顶部中心位置,气流到达屋顶时通过排气口直接排出,利于通风散热。在进行变电站设计时,将以上几种因素高效耦合有利于变电站内部通风散热。

关键词： 表面演化   磨损   钴基合金   三维有限元   数值模拟  

摘要： 在核反应堆堆内构件的钴基合金激光熔覆层耐磨性研究中,了解磨损表面的演化尤为重要。为了提高研究效率、加强对演化机理的分析,采用了基于广义三维有限元模型的数值预测方法,并制备3组试样对模型进行验证。结果表明,在微米级摩擦深度的情况下,有限元仿真结果与试验结果基本一致,磨损深度仿真误差为6.1%,磨损深度预测最大误差为5.7%,磨损宽度预测最大误差为9.3%,磨痕截面轮廓基本保持一致。分析了16组仿真数据,磨损深度受硬度H和摩擦系数μ交互影响,整体呈现随H增大、μ减小而减小的趋势。