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关键词： 钢筋石笼   数值模拟   透水率   水流特性   流量公式   堰前水深公式  

摘要： 为深入了解钢筋石笼在弯道渠首引水工程中的过流规律,选用流体体积(volume of fluid,VOF)法、多孔介质模型对钢筋石笼进行数值模拟,并对数值模型进行物理试验验证。研究得到不同孔隙率、水深、长度、高度等参数对钢筋石笼流速分布、过流规律的影响,并采用SPSS软件对所得数据拟合得到钢筋石笼流量公式、堰前水深公式。结果表明:钢筋石笼内部流量随着孔隙率、高度的增大而增大,但会受到水流回流的影响;钢筋石笼周围的绕流程度随着远端水深的增大而增大;钢筋石笼长度、远端水深及高度不宜过大;钢筋石笼综合流量系数与孔隙率n、钢筋石笼高度和钢筋石笼上游0.8 m处水头之比P/H0、钢筋石笼长度和钢筋石笼上游0.8 m处水头之比l/H0的关系较为显著,所得钢筋石笼流量计算公式的最大相对误差不超过5.0%,精度较高,可为引水总量的率定提供参考;得到的堰前水深公式精度较高,决定系数为0.966。研究可为钢筋石笼在引水工程上的应用提供参考和依据。

关键词： 港口   水工混凝土   耐久性检测   评估  

摘要： 以某建设年代较早的内陆港口码头为例,对其1#、2#、3#梁形墩台及箱梁混凝土结构的钢筋保护层厚度、钢筋腐蚀电位、结构抗压强度等展开检测,并通过钻孔取芯进行测值验证;基于检测结果,对其混凝土结构耐久性进行评估。分析结果表明,水工混凝土结构运行环境复杂,裂缝、钢筋锈蚀等缺陷具有隐蔽性;氯离子、硫酸盐侵蚀及碳化等多种影响因素耦合作用,检测难度大;必须综合应用多种检测技术,保证检测结果可靠准确。

关键词： 水闸底板   温度时程   冷却管   仿真计算   应力场  

摘要： 涵闸底板浇筑后经常出现裂缝问题,通过对底板多个特性点进行测温,掌握了底板温度时程情况,提出采用埋设冷却水管的方法进行防裂处理。利用ANSYS有限元软件,对涵闸底板进行模拟仿真计算,深入分析了应力场的变化。结果显示,埋设冷却水管是一种有效的混凝土防裂方法,它可以通过控制混凝土内部的温度分布,减小温差,防止裂缝的产生。

关键词： 锂电自行车   受限空间   环境温度   燃烧   数值模拟  

摘要： 为解决地下室、地下仓库等受限空间因锂电自行车火灾蔓延迅速、热烟气蓄积引发的安全风险,采用试验与数值模拟方法,探究不同环境温度下锂电自行车燃烧的温度场演变、火焰特征及烟气扩散行为,阐明初始环境温度对火灾动力学行为的作用机制。结果表明:试验条件下,受限空间燃烧中心平均温度约为600℃,最高温度超过920℃。环境温度对锂电自行车燃烧初期的影响较为显著,40℃环境温度下锂电自行车燃烧进入快速发展阶段的时间比20和0℃环境下均缩短20 s;附近温度达到锂电自行车燃点的时间比20和0℃环境下缩短大约25 s,约80 s后升温速率趋于一致;20 s时不同环境下锂电自行车燃烧火焰形态差异较为明显,40℃环境温度下的火焰高度约为20℃环境下的1.15倍、0℃环境下的1.32倍,约80 s后火焰形态趋于一致;30 s内40℃环境温度下烟气扩散速度和产生速率明显高于20和0℃的环境温度,约50 s后烟气含量基本一致。

关键词： 机场工程   高填方边坡   数值模拟   生死单元   沉降分析  

摘要： 针对国内机场高填方边坡工程沉降问题,选取某新建机场高填方边坡工程作为研究对象,利用ABAQUS有限元计算软件,基于生死单元法、岩土体本构关系、土体固结理论及现场监测试验,构建并验证了高填方边坡沉降数值分析模型。研究结果表明:对于分级填筑的高填方边坡,最大沉降量并不是发生在填土层表面,而是在回填土体中部;随着时间的推进,边坡顶面工后沉降逐渐趋于一条平滑的曲线;随着顶面计算点距坡顶距离越来越远,工后沉降值越来越大;随着马道级别越来越高,马道计算点沉降值越来越大;随着地基表面计算点距离坡脚越远,地基表面隆起值越小。

关键词： 砾岩   胶结强度   裂纹扩展   数值模拟   PFC2D  

摘要： 砾岩油藏是重要的非常规油气藏类型。在开发过程中发现,砾石与杂基间的胶结面性质影响了裂缝扩展行为。为厘清胶结强度对裂纹扩展的影响规律,通过颗粒流程序(PFC2D)离散元方法建立了砾岩单轴压缩数值模型,研究了裂纹扩展的四个阶段和破裂机制。结果表明:砾岩力学性质随胶结强度增强逐渐由塑性向脆性转变,临界胶结强度比CSR c为0.3,胶结强度对裂纹扩展的影响主要集中在弹性阶段和裂纹稳定扩展阶段,弱胶结下(CSR<0.3),砾石边缘在弹性阶段产生孤立的剪切裂纹,并且在稳定扩展阶段连接形成剪切裂缝网络;强胶结下(CSR>0.3),砾石边缘在弹性阶段几乎不产生裂纹,而在裂纹稳定扩展阶段仅仅产生零星的孤立拉伸裂纹;砾石和杂基之间变形不协调产生的附加应力是弱胶结下胶结面破裂的原因。这些结果表明弱胶结有利于形成复杂裂缝网络,为揭示砾岩储层裂缝扩展规律提供了力学基础。

关键词： 数值模拟   风道优化   散热优化   结构设计   CFD  

摘要： 为了保证户外通信电源柜内部设备运行的最佳环境温度,采用CFD仿真的方法利用ANSYS Fluent软件首先对原机柜温度场进行分析,发现现有散热模式下机柜内设备温差较大,有大量冷风直接从出风口回流出去,在电池与电池间隙中无对流产生。基于此,通过加装风道的方式实现冷热隔离、低温引流、定点送风,对内部气流组织进行规划,通过再仿真验证风道设计的有效性与合理性。结果表明:机柜高温聚集区主要分布在整流器外表面附近以及远离进风口的电池附近;在加装开孔风道后不仅减少了冷风回流现象,而且也使机柜内部散热更加均匀。最终,机柜内空气域最高温度降低了24.67℃,整流器温度降低了24.81℃,锂电池的温差由6.08℃降至4.19℃,电池温度更加趋近于最佳工作温度。

关键词： 微塑料   水力学实验   迁移模型   粒子追踪法   贾鲁河  

摘要： 为了解微塑料在水体中的迁移行为,基于水力学实验和受力分析方法识别不同类型微塑料在水体中运动状态变化的水力学参数阈值,进而结合拉格朗日粒子追踪方法建立具有明确物理机制的微塑料迁移模型,对微塑料的迁移运动轨迹进行模拟,预测微塑料的最终运动状态以及归趋,并结合贾鲁河郑州市区段实测数据对模型进行验证.结果表明:贾鲁河郑州市区段中粒径在0.5mm以下的微塑料占比为66.79%,主要的形状是碎片状(31.1%)与纤维状(29.2%).PP作为漂移质迁移,且迁移速率最快;PS与粒径小于0.5mm的PA作为悬移质迁移;PET与粒径大于0.5mm的PA作为推移质进行推移运动或静止在水底.在流量为14m^(3)/s与20m^(3)/s的两种工况下,微塑料在36h内的滞留率为43.79%与47.85%,其中颗粒占比最大,PA与PET为主要的滞留微塑料种类.

关键词： 航炮   制退器   斜侧孔   动网格   三维流场   制退效率  

摘要： 为精确计算某航炮多排斜侧孔膛口制退器制退效率,综合考虑弹丸对火药气体膨胀的阻碍作用和斜侧孔对气体的加速作用,进行膛口流场数值模拟。首先,对30 mm航炮进行两相流内弹道计算,得到弹丸到达膛口位置时的膛内气流状态;然后,建立膛口流场三维N-S方程,考虑弹丸与火药气体的作用,采用多面体网格静止区域和六面体结构网格运动区域相结合的三维动网格方法,对弹丸经过每排斜侧孔时火药气体三维瞬态流动进行数值模拟,并与不考虑弹丸运动的情况进行对比。结果表明:斜侧孔能导入膛内高压火药气体,并形成超声速气流且从斜后方喷出,从而产生较大的反后坐冲量,制退效率达到38.4%;弹丸对火药气体膨胀存在阻碍作用,在斜侧孔处出现更强的锥形斜激波,从而使更多火药气体从斜侧孔喷出,增加反后坐冲量,因此,此类膛口制退器数值模拟中必须考虑弹丸运动。该研究为新型多排斜侧孔膛口制退器设计、航炮与飞机的动态匹配研究提供了参考。

关键词： 圆形隧道   三层结构   合理性分析   数值模拟  

摘要： 着眼于陡峭山区大型城市交通问题,为缓解城市交通压力,隧道采用三层结构形式,分别服务于城市道路、地铁与管道,尽可能将地下空间最大利用化。利用GTS NX有限元软件进行建模分析,在优化支护结构参数条件下,对施工阶段的围岩变形与塑性区发展、运营阶段的支护与路面墙体受力特征与安全系数进行分析。结果表明:施工危险点为两端、顶部与底部,开挖危险阶段为上中台阶;初支、二衬与墙体路面最大主应力较大值集中于两端、两端与道路路面,三者应力峰值与安全系数均位于安全范围。从围岩的位移与塑性区、支护结构的应力与安全系数等角度分析,得出隧道于施工与运营两阶段均处于稳定状态,从而验证了结构设计合理性。