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关键词： TA15钛合金   烧蚀   两相流   数值模拟   炮口制退器  

摘要： 为研究TA15钛合金在火药燃气流作用下的烧蚀特性,基于计算流体动力学方法、离散相模型和动网格技术建立其动态烧蚀模型,实现了TA15钛合金试片结构型面衰退和内流场变化的双向耦合分析。利用动态烧蚀模型对TA15钛合金试片的二维非定常流烧蚀过程开展了仿真计算,以模拟火药燃气流对试片的冲刷过程,探究其烧蚀特性。不失一般性,利用半密闭爆发器搭建试验验证平台,对典型工况的仿真结果进行试验验证。结果表明:烧蚀量计算值达到试验值的92.3%,说明动态烧蚀模型可以准确预测TA15钛合金试片壁面烧蚀情况。该研究为TA15钛合金炮口制退器的研制奠定了重要基础。

关键词： 采空区   尖点突变理论   顶板安全厚度   数值模拟  

摘要： 传统理论方法多以半定量分析采空区顶板安全厚度,存在不能全面反映顶板受力情况及其破坏模式等问题,为此将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究中,建立了顶板安全厚度研究模型,推导得到了顶板最小安全厚度公式。基于大宝山矿采空区赋存现状,计算得到不同岩性不同跨度条件下采空区顶板安全厚度理论值。最后,采用传统理论与有限元数值模拟的方法对公式进行了验证,研究结果表明:将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究是可行的,推导得到的采空区顶板最小安全厚度公式是合理及可靠的,该矿山微风化灰岩、微风化次应安斑岩、铜硫矿体和砂岩岩组条件下,基于尖点突变理论计算得到的采空区顶板安全厚度分别为7.3 m、12.5 m、9.5 m、22.1 m,可作为现场采空区处置依据。

关键词： 上跨新建隧道   既有隧道   纵向位移   横向位移   竖向位移  

摘要： 文章以某小间距新旧交叉隧道工程为研究背景,建立了隧道三维精细化有限元数值模型,系统分析了3个工况下(新建隧道施工、施工便道施工及运营)对下方既有隧道三向位移场的变形影响规律。结果表明:新建隧道对下方既有隧道纵向位移影响显著,该工况下隧道断面呈扭转状,横向位移变化均匀,竖向位移受影响很小;上跨施工便道开挖时既有隧道纵向位移呈压缩状,横向拱顶变形范围较新建隧道小,竖向位移变化量明显大于新建隧道工况;新建施工便道运营对隧道纵向变形影响最为显著,对横向和竖向变形影响较小,实际工程可以忽略。研究成果可为类似工程提供参考。

关键词： 石油   沉积物   超声波   空化   微射流   清洗   数值模拟  

摘要： 针对原油重质沉积物超声波空化微射流清洗作用机理不明确、微射流对沉积物的冲击作用缺乏定量表征等问题,建立了超声波空化微射流冲击清洗重质沉积物的仿真模型,通过数值仿真和实验研究了超声波空化微射流对沉积物的清洗机理及规律。结果表明:超声波空化微射流存在高度随机性,导致沉积物表面形成大量不均匀凹坑,凹坑直径近似呈GEVⅡ分布;沉积物内部及壁面黏结处出现扩展性裂纹,促使沉积物剥离;沉积物表面凹坑直径和深度与超声波声压呈线性增大规律,超声波对凹坑深度的影响大于直径的影响。超声波功率从100 W增大到300 W,声压从100 kPa增加至200 kPa,超声波作用60 s,实验得到凹坑平均直径从6.10μm增大至7.38μm,平均深度从1.18μm增加至3.46μm;数值仿真计算凹坑直径从9.60μm增大至9.80μm,平均深度从1.42μm增加至3.89μm。

关键词： 高强度开采   煤岩柱   塑性区   导水裂隙带  

摘要： 合理确定煤岩柱的尺寸对于保障工作面安全高效生产具有重要意义。以小保当二号煤矿132203工作面的实际地质及开采条件为工程背景,采用理论分析、工程类比以及离散元数值模拟综合研究方法对工作面回采过程中的覆岩裂隙演化规律、安全煤岩柱留设尺寸进行深入分析。研究表明,工作面回采过程中剪切裂隙数量始终大于拉伸裂隙,顶板的破坏形式以剪切破坏为主。在判断覆岩坚硬程度为中硬型的基础上,计算出工作面安全回采的临界防隔水(砂)煤岩柱最小宽度为14.99 m,此时导水裂隙带不会波及上部含水层。研究成果可为解决相似地质与开采技术条件下工作面的安全煤岩柱留设提供参考。

关键词： 水工混凝土结构   裂缝控制设计   技术  

摘要： 水工混凝土结构中常见的裂缝问题包括荷载裂缝、温度裂缝等,裂缝会降低结构承载能力并导致水利问题。因此,要重视和预防处理混凝土裂缝问题,确保水利工程安全。文章全面剖析了材料、设计、施工和环境等因素对裂缝的影响,并提出了一系列实用的控制措施,包括优化材料、设计优化等方面,旨在减少裂缝问题带来的经济损失,具有良好的经济效益。

关键词： 冷挤压   液压管件   模具设计   材料流动   数值模拟  

摘要： 本文旨在优化冷挤压工艺流程,改进模具设计并研究材料流动特性,利用分析冷挤压关键工艺步骤对模具结构和材料进行设计与优化,探讨了不同工艺参数对材料流动的影响,建立了数值模拟模型并验证实际生产结果。结果 表明改进后的工艺显著降低了材料浪费,提高了管件尺寸精度和力学性能且优化了模具寿命和加工效率。研究为液压管件生产工艺的进一步优化提供了理论依据和实践指导。

关键词： 虚磁场   纳米光纤波导   矩形波导   原子操控   混合量子系统  

摘要： 微纳光子学器件与冷原子的混合量子系统中产生的虚磁场在原子操控等领域有着重要的应用。结构复杂的微纳光子学器件无法根据其电场强度分布直接获得虚磁场。利用有限元方法数值模拟得到纳米光纤波导和矩形波导的电场强度分布,据此计算获得虚磁场强度分布,并系统地研究虚磁场场强与两种微纳波导器件的外形尺寸的关系,结合原子俘获的需求对虚磁场进行优化。这为利用此微纳光子学结构对单原子进行俘获和内态操控的实验研究提供理论指导。

关键词： 新型压裂液体系   油田压裂   数值模拟   应用效果   改进措施  

摘要： 本文着重探讨新型压裂液体系在油田压裂里的应用状况,对常见的新型压裂液体系的分类、构成成分以进行介绍,论述其在数值模拟当中的模型构建、效果模拟和结果验证情形。与此同时指明应用里出现的诸如成本、施工适配性、复杂地层性能受限等问题,并给出具有针对性的改进举措。希望让新型压裂液体系更优地应用在油田压裂,增进油藏开发效果提供理论和实践方面的参照。

关键词： 曲线隧道   极高烈度区   地震   断层错动   数值模拟  

摘要： 针对现有研究较少涉及极高烈度区地震和断层错动共同作用下曲线隧道力学行为的问题,依托跑马山隧道极高烈度地震区和大转向曲线隧道工程特点,通过ABAQUS软件建立大转向曲线隧道在地震和断层错动共同作用下的数值模型,探明截面相对变形、塑性应变及应力纵向分布情况。研究结果表明,曲线隧道在地震和断层错动共同作用下,其截面相对变形最值与变形区域均有较大增长,其中,最值与变形区域较上述二者单独作用分别增长20%、50%;曲线隧道在地震和断层错动共同作用下,其塑性应变极值及影响范围均较地震或断层错动单独作用下高,分别为单独作用下的2、3倍,比二者单独作用下的塑性应变极值和影响范围线性相加大,表明在地震和断层错动共同作用下,其对曲线隧道的影响并非简单的线性相加;根据截面相对变形、等效塑性应变及应力纵向分布情况,可将曲线隧道分为3个区段,分别为增长段、平稳段及断层影响段,对应的长度分别为隧道跨度的50%、33%、17%,增长段主要为断层错动和地震作用的共同结果,而断层影响段主要与断层错动有关。