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关键词： 跨声速离心压气机   低雷诺数   损失机理   二次流   涡系结构  

摘要： 高空条件下的低雷诺数效应会对跨声速离心压气机的气动性能产生不利影响，因此有必要深入研究低雷诺数条件下跨声速离心压气机内部流动损失机理。本文以NASA CC3离心压气机作为研究对象，利用CFX软件研究了该压气机在不同雷诺数条件下的气动性能，仿真结果显示：当工作高度从0km升高到20km时，设计点压比下降了13.8%，设计点等熵效率下降了13.6%，其中叶轮和扩压器效率分别下降3.96%和9.98%。叶轮的损失主要发生在叶尖部分，主要是叶片进口吸力面在低雷诺数下的流动分离引发叶片二次流，同时二次流与叶尖泄漏涡共同作用，在叶片压力面侧形成了大量低速区，引起流动损失增加。低雷诺数条件下，叶片扩压器在10%和98%叶高位置的压力面处产生了前缘涡和叶顶涡，从而引发扩压器效率下降较多。本文的研究能为低雷诺数下跨声速离心压缩机的气动设计及数值仿真提供理论依据。

关键词： 过鱼设施   集运鱼系统   升鱼机   玛尔挡水电站   尾水变幅大  

摘要： 根据黄河上游玛尔挡水电站影响河段的鱼类生境调查结果和黄河玛尔挡水电站工程环境影响报告批复意见,结合玛尔挡水电站坝下尾水工程布置,进行过鱼设施的布置方案比选和结构设计,采用升鱼机与集运鱼系统结合的方式进行集鱼放流,结果可为解决高坝高变幅尾水情况下的集鱼建筑物结构设计提供参考。

关键词： 籽晶制备技术   单晶高温合金   杂晶缺陷   凝固工艺   数值模拟  

摘要： 籽晶法制备单晶高温合金技术的提出，解决了单晶合金晶体定向生长过程中取向偏离的关键问题，能够利用籽晶取向精确控制所需零件的任意晶体取向，因此受到了大量国内外研究学者的关注，对籽晶法制备单晶高温合金的杂晶缺陷形成机理及控制、制备工艺优化等开展了大量研究。本文基于国内外研究现状，梳理了近年来籽晶法制备单晶高温合金数值模拟与试验方面的研究情况。根据定向凝固特征，综述了籽晶外延生长过程杂晶缺陷形成机理，同时进一步从材料特性及凝固工艺等方面实现对缺陷的控制，并展望了未来籽晶法制备单晶高温合金的发展趋势。

关键词： 风帆助航船舶   双元素翼帆   多组翼帆   干涉特性   数值模拟  

摘要： 为了研究风帆助航船舶在航行中多组翼帆之间的干涉特性,本文首先基于相对风向角设计了双元素翼帆相邻布置方案,并采用雷诺平均N–S方程在定常工况下进行数值仿真,以分析双元素翼帆的气动干涉特性,针对多帆干涉引起的失速问题,提出了一种优化双元素翼帆攻角和襟翼偏转角的方案,并据此获得了翼帆级间干涉特性。研究结果表明,在单排布置方案中,当相对风向角为30°、90°和120°时,最佳间距均为1.5c,但当相对风向角为90°和120°时,级间干涉显著增强从而引起翼帆失速,经优化后,双元素翼帆系统的助推力系数可提升5.2%以上,下游翼帆的流动分离消失。

关键词： 巷道围岩   承载结构   损伤分区   数值模拟   岩体质量评价   稳定性  

摘要： 以焦家金矿-790 m中段为研究对象,建立了巷道围岩承载结构力学模型,基于巷道和围岩协同承载机制,考虑围岩损伤分区,结合松动圈声波测试试验,确定了松动圈范围,为岩石的稳定性评价及支护设计提供了依据,采用Flac3D软件对巷道围岩承载结构特征及支护作用进行了数值模拟研究。研究结果表明:围岩强度等级越低,支撑层的厚度越大,围岩表面位移也就越大;关键支撑层离巷道越远,巷道表面位移越大;围岩的支护阻力越大,支撑层的厚度越小,关键支撑层离巷道越近,越有利于控制巷道的变形。

关键词： TC18钛合金   航空齿轮传动   流-热-固多场数值模拟   纳米压痕技术   Voronoi法多晶体重构  

摘要： 【目的】为了真实地模拟出实际工况下轮齿啮合状态,揭示齿轮在实际工况下的啮合传动机制,基于多相流模型与动网格方法建立齿轮啮合过程流场模型。【方法】对流场模型进行计算求解,并将计算结果作为钛合金齿轮的热-固耦合分析的油液压力、齿面温度、对流换热系数等的初始计算参量;利用纳米压痕技术,引入齿轮内部晶粒各向异性分布信息;基于Voronoi方法及Python二次开发软件建立齿轮流-热-固多场微晶模型,计算了齿轮传动过程中的流场、温度场、应力场,并对比分析了传统均质有限元模型与微晶非均质有限元模型在齿面最大接触应力、温度峰值上的差异。【结果】结果表明,采用微晶模型计算得出的齿轮啮合热应力整体偏小,相较于采用传统有限元模型,应力分布状态更加分散。因建模中充分考虑了晶粒不均匀性对齿轮啮合过程中温度和应力的影响,微晶模型能够更加真实地反映出实际工况下轮齿的啮合状态。

关键词： 既有建筑群   地铁隧道   数值模拟   穿越方案比选   施工方法  

摘要： 针对长沙轨道交通7号线铁道学院东站至雨花亭站区间隧道穿越复杂建筑群方案不清晰问题,在分析既有隧道实际状态的基础上,结合方案对比及数值仿真等研究,得到合理线路及施工方法,并提供了相关建议。研究认为,该区间隧道上跨长沙隧道,之后从桔园立交桥西侧绕行方案较为合理可行。明挖法上跨施工具有易处理地下障碍物、可实施性强等优点,且对长沙隧道变形影响处于可接受范围内,推荐其为本工程施工方案。研究成果可为新建地铁隧道穿越复杂建筑群线路及工法的拟定提供指导。

关键词： FLAC^(3D)   多次开挖   初始应力场   随采动变化  

摘要： 了解煤矿工作面上覆岩层应力随采动变化的规律,对于煤矿开采本煤层具有重要意义。采用FLAC^(3D)数值模拟软件进行分析,正确地在模型中生成初始应力场,对煤矿中某一所需开采的煤层的情况了解尤为重要。考虑到实际工况,需在计算模型中进行多次开挖和分组,从而明确不同开挖状态下的工作面围岩状态。

关键词： 高固含体系   含钒冶炼渣   颗粒沉积   固液悬浮   数值模拟  

摘要： 湿法浸出过程中,含钒冶炼渣与浸出介质形成高固含、高密度特性的黏性浆体,颗粒团聚和固相沉积等问题对搅拌反应器的性能提出了更高要求。基于计算流体力学(CFD)方法,采用多重参考系法(MRF)和欧拉双流体模型,进行了固液两相流的数值模拟。选择了两种涡轮桨型:开启式弯叶涡轮桨(CBT)与圆弧叶圆盘涡轮桨(CD-6),并构建了四种组合方案,研究了各方案在固含率为40%条件下的流场分布与混合性能。结果表明:采用涡轮组合桨,在反应器内形成了轴向-径向复合流场,使得各方案的轴向平均固相均匀度为0.02,确保了固体颗粒的均匀分散;其中方案Ⅲ(上CBT-下CD-6)主要形成以轴向流为主导的流型。其局部剪切速率、湍流动能分布情况及颗粒悬浮性能优于其他方案;液相速度峰值达2 m/s,低速区占比最小;底部颗粒平均运动速度提升至0.5 m/s,悬浮高度可达0.52 m,颗粒团聚体积比方案Ⅳ减少了约81.25%。在高固含体系下,方案Ⅲ的桨叶组合可使悬浮性能得到显著改善的同时,有效抑制颗粒团聚并减少固相沉积。

关键词： 迎河泄水闸   高差较大   闸址选择   陡坡   消能防冲   稳定  

摘要： 为了更好地解决上下游高差较大的水闸设计存在的问题,以迎河泄水闸为研究对象,从技术经济方面比较水闸闸址的选择方案,将原有水闸的消能方式改为陡坡式底流消能,详细计算水闸消力池深度、长度及陡坡出口扩散角度等消能防冲设计成果。结果表明,陡坡式底流消能适用于上下游高差较大的水闸,解决了下游河道冲刷及岸坡冲毁等问题,有利于建筑物及河道边坡稳定。研究成果可供类似的水闸设计参考。