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关键词： 落石   棚洞   动力响应分析   数值模拟  

摘要： 为探明回填土厚度、棚洞跨度对落石冲击棚洞动力响应的影响,文章采用LS-DYNA数值模拟方法分析了落石冲击荷载、落石侵入深度及棚洞结构的动力响应规律。结果表明:随着回填土厚度的增大,落石冲击力、冲击压应力、棚洞顶板等效应力峰值先减小后趋于稳定,落石冲击侵入回填土深度先增大后趋于稳定,棚洞顶板位移峰值先减小后增大;随着棚洞跨度增大,落石冲击力峰值、落石冲击侵入回填土深度没有明显变化,落石冲击压应力、棚洞位移、顶板等效应力峰值均增大。研究成果可为落石灾害高发地区棚洞设计提供参考。

关键词： 数值模拟   离心微雾喷头   雾化锥角   压力损失  

摘要： 为了分析某型离心式微雾喷头内部流动和外部雾化的特性,建立了离心微雾喷头的三维模型并进行网格划分,采用Realizable k-ε湍流模型并结合多相流VOF模型对微雾喷头的内部和外部流动进行数值模拟,然后分析了离心式微雾喷头的内部和外部流场的速度、压力、流线和雾化锥角等参数。结果表明,喷芯上方圆形端面的尖角形状易卷起形成旋涡,喷芯下方切口槽内的垂直端面阻碍流体流出切口槽,都会造成较大的压力损失。喷头入口压力增高使得喷头内部流体具有更高的动量,流体扩散能力增强有利于增加喷头外部雾化的锥角。

关键词： 异质结光伏电池   洁净室   气流组织   空气龄   数值模拟  

摘要： 生产环境良好的气流组织是保障异质结电池良率和品质的关键因素,依托某5GW高效异质结电池及组件生产项目,采用CFD技术分析空态条件下异质结电池清洗制绒关键工艺阶段的洁净室内气流速度分布、空气龄关键参数。结果表明,本项目实施的气流组织方案可保障洁净室核心工作区域的通风需求,但在流场分界面、壁面周围区域易产生涡流,存在潜在风险点,应规避在这些区域布置生产设备。送风口、回风口布置以及壁面边界效应是诱导涡流形成的主因,非对称回风口设置,易产生出大尺度的涡流,不利于通风换气;在流场分界面,空气形成自地面流向天花板的逆流特征,易诱导地面降尘悬浮、扩散至整个洁净空间,增加电池组件污染风险,应加强这些区域地面的清洁工作。研究结果可为类似工程项目洁净室气流组织实施方案设计提供有益参考。

关键词： 沉降变形   数值模拟   山区填石路基   道路工程  

摘要： 为进一步分析山区填石路基在复杂地形条件下的稳定性,以半填半挖式路基为研究对象,基于有限元平台建立路基沉降数值模型,探讨了路面结构体系不均匀变形和附加应力的关系。结果表明:①山区填石路基顶部不均匀变形曲线主要为勺形或S形,路基顶面的施工后沉降具有时空耦合效应。越靠近路肩边缘,变形值越大;②路面结构的面层顶面、基层顶面和基层底面的附加应力随路基不均匀变形量的增加而增加;③填石路基沉降曲线由两条中心对称的S形抛物线组成,可用二次项系数k作为路基变形的控制条件。

关键词： 金属工艺学   教学改革   数值模拟  

摘要： 为了提高“金属工艺学”课程的教学完整性与先进性,分析传统教学的不足,将数值模拟仿真有效地融入“金属工艺学”课程中,显著增强学生的实践能力和创新意识,提升教学质量,对课程的教学改革进行深入研究,推动课程的循序发展。重构教学方法,重点以钢的加热冷却转变过程这一课程内容为切入点,采用计算机仿真模拟,对课程中复杂的生产过程进行定性和定量描述,优化教学内容,实施多元化课程考核体系,促进课程教学目标的实现,有效提高“金属工艺学”课程的教学效果。

关键词： 环境边坡   稳定性分析   数值模拟   治理措施   平面滑动法  

摘要： 为了探究轨道交通线路施工过程中环境边坡开挖段的安全性,通过理论计算和数值模拟计算分析了施工期的稳定性,提出了相应的处理措施。以西南某地铁线路2段环境边坡的2条剖面为典型案例,结合理论(平面滑动法、传递系数法)计算和数值模拟计算进行分析,理论计算通过计算稳定性系数和剩余下滑力2个指标分析开挖段施工期的稳定性,数值模拟计算通过计算稳定性系数和沉降量2个指标来分析。理论计算得出H1H2边坡的稳定性系数为0.779~0.857,剩余下滑力为521.35~901.86kN/m;H3H4边坡的稳定性系数为0.64~1.01,剩余下滑力为684.31~3172.84kN/m,2段边坡均处于不稳定-欠稳定状态。数值计算得出H3H4边坡的稳定性系数0.604~1.024,结果与理论计算结果基本一致。

关键词： 多级消力池   联合消能   模型试验   数值模拟  

摘要： 在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水力参数的变化规律进行了研究。结果表明:当一级消力池池长满足稳定水跃发生条件后,继续增大池长对消能率的影响较小;尾坎高度(即池深)的降低导致收缩断面弗氏数逐渐增大,表孔侧与底孔侧一级消力池消能率随着坎高降低呈先增大再减小的变化规律;二级消力池直线段长度增大导致水跃位置下移,弯曲段轴线角度适度增大有利于提高消能率,但角度过大时消能率降低;在此基础上推荐了一级消力池与二级消力池联合消能的组合体型,并进行了数值模拟与模型试验研究。结果表明:延长一级池内的导墙可以显著改善二级池流态,各级消力池内跃前断面弗氏数均超过4.50,发生的水跃属于稳定水跃;综合消能率达到70.12%,较初设方案有明显提升。研究成果可为类似工程设计参考。

关键词： 盾构   下穿桥梁   桥梁桩基   数值模拟   盾构监测  

摘要： 利用三维有限元数值模型,模拟计算盾构隧道穿桥引起的桥桩位移、内力和表面沉降,通过盾构隧道穿越桥梁基础的现场监测,将监测数据与数值计算结果进行对比分析,最终得出杭州机场轨道快线盾构下穿高速某枢纽桥梁桩基引起的桥桩位移、内力变化和地表沉降规律。数值模拟计算结果表明,盾构隧道开挖过程中对桩身的轴力影响较大;桥梁桩的弯矩也有类似的变化趋势;桥梁桩的水平位移随着埋深的增大而减小;不论是水平位移和竖向沉降,均是先开工的右线隧道对其影响较大;数值模拟计算结果与监测数据基本一致。桥桩沉降最大差值为0.9 mm,地表沉降最大差值为0.4 mm。沉降小于施工要求控制的12 mm。模拟计算中选取的参数与模型和实际情况吻合较好,对杭州地区类似工程具有一定的参考价值,施工前应有相应措施和预案保证地层稳定和建构筑物的安全。

关键词： 山地光伏电站   大型光伏阵列   CFD方法   风场模拟   柔性光伏支架   风荷载   遮挡效应  

摘要： 为了探究山地光伏电站场址地形与大型光伏阵列对风场特性的影响,以广东省恩平市100 m大跨度柔性光伏支架示范项目为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法开展3D数值风洞模拟计算,建立了山地光伏场区的山地表面地形模型与大型光伏阵列模型,开展了光伏场区的风场环境与采用柔性光伏支架的光伏阵列风荷载特性的分析研究。研究结果表明:1)项目场址来流方向的山地地形会阻挡风场来流,导致风速明显降低,山体遮挡效应明显;2)正南方向0°与180°来流方向下光伏组件的风荷载体型系数显著大于45°与135°来流方向下光伏组件的值,来流方向对光伏组件风荷载体型系数的影响较大。3)光伏阵列迎风面第1排(列)光伏组件的风荷载体型系数最大,1~3排(列)急剧衰减,往后缓慢减小并趋于稳定;光伏阵列外围光伏组件对其内部光伏组件的遮挡效应显著。研究结果可为光伏电站柔性光伏支架结构及基础的工程设计提供指导,有利于节约项目中柔性光伏支架与其基础的工程量,并且可为大风灾害的防治提供理论基础,有利于减少光伏电站的风致灾害隐患。

关键词： 山地光伏项目   东西坡   光伏支架   三维有限元模型   数值模拟   受力变形   承载力  

摘要： 近些年,国家高度重视开发清洁能源,光伏电站建设大规模展开,地形条件良好的平原土地资源已逐渐减少,山地光伏在新建项目中的占比日益增长。以云南省红河州某山地光伏项目为例,通过建立东西坡坡度不同的山地光伏三维有限元模型,对光伏支架主要构件的应力与变形进行对比分析,得出如下结论:东西坡坡度并不会使山地光伏支架的失效模式发生变化,但会影响其主要构件的应力与变形大小:东西坡坡度越大,山地光伏在同等风压作用下产生的应力集中现象与变形越严重,对应的承载能力也越低。