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关键词： 铁路站房   高大空间   分层空调   数值模拟  

摘要： 以采用分层空调系统的中小型站房为研究对象,采用CFD数值模拟软件进行了夏冬季节候车厅热环境模拟研究,总结了不同风速下的渗透风对候车厅空调效果的影响,为中小型铁路站房的空调设计提供了理论支撑和设计依据。

关键词： 超高性能混凝土   石材   界面处理   界面抗剪性能   数值模拟  

摘要： 在超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)加固修复既有石结构中,UHPC与石材之间良好的粘结性能是保证加固效果的关键。因此,为探究UHPC-石材的界面抗剪性能,通过五组UHPC-石材剪切试验,以石材表面粗糙度(光滑、凿毛、不同键槽深度)为变量,研究了UH-PC-石材试件破坏模式、荷载-滑移曲线、界面抗剪强度、基体应变等特征。将试验结果与数值模拟结果进行了对比,并提出界面抗剪承载力公式。结果表明:界面键槽处理方式能显著提高UHPC-石材试件界面粘结抗剪强度、改变破坏形态并有效提升试件的延性,当键槽深度为20 mm时,试件表现出较好的界面粘结性能。另外,UHPC与石材基体在弹性变形阶段的应变发展相似,表明两者材料在该阶段具有较好的协调变形能力。通过数值模拟及界面承载力计算公式与试验结果的验证表明,数值模拟的荷载-滑移曲线、界面粘结强度、应力分布等与试验结果表现出良好的一致性;此外,不同键槽形状的参数分析结果表明,当键槽深度为10 mm、20 mm时,正梯形键槽提高了界面抗剪承载力;与现有的界面抗剪承载力公式对比,提出的UHPC-石材界面承载力计算公式能够有效地预测界面抗剪承载力。

关键词： 多尺度   食品加工   冻融   干燥   数值模拟  

摘要： 食品是一种多组分、多相变、多尺度的复杂微结构复合物。食品加工处理会涉及多个尺度的物理、化学、生物性质等变化。对于这一复杂的过程,仅从传统的宏观尺度分析问题会忽略介观、微观尺度上变化所带来的具体影响,难以精确阐明其机理;而仅研究微观尺度上的食品特性也难以对食品介观、宏观特性变化进行预测。将多尺度结合的方法应用在食品加工过程,有利于更好地还原加工过程的微观特性变化阐明内在机理,揭示食品内部变化的本质原因。近年来随着新技术的兴起和方法的完善,对介观、微观尺度的研究越来越深入。学者们也更多地关注加工过程中的物性变化,利用多尺度结合方法探究食品加工过程的具体变化。有些研究还结合数值模拟的方法对各类食品加工后的特性进行预测和直观的展示。本文从食品不同加工领域的角度综述食品冻融、干燥、乳化等加工过程中,结合不同尺度解决问题的方法或所需技术。

关键词： 水利施工   水闸施工   安全技术   精细化应用  

摘要： 水闸是水利水电工程的重要组成部分,其施工安全直接影响到整个工程的质量与效益。基于此,本文探讨了水闸施工安全技术精细化应用的重要性,通过对水闸施工各阶段潜在的安全风险的分析,详细阐述了施工准备、地基处理、混凝土浇筑、金属结构安装等阶段的具体应用,包括准确制定安全技术方案,精细实施安全监测,细致落实安全技术交底等。并提出了水闸施工安全技术精细化应用的保障措施,旨在提高水闸施工安全管理水平,降低安全事故发生率。

关键词： 重力坝   CATIA   参数化建模   模型分解   结构化网格划分  

摘要： 结构化网格在抗畸变性和数值稳定性等方面更具优势,但其生成过程复杂耗时,如何快速生成高质量结构化网格是数值模拟领域的难点之一。针对考虑浇筑分块的重力坝混凝土结构网格生成,提出了一种基于参数化分割的模型分块方法。在BIM软件CATIA中建立重力坝的参数化模型和曲面,利用宏脚本简化分割命令,通过参数化曲面将模型分割为可自动生成结构化网格的子块;通过有限元前处理软件HyperMesh将子块划分为结构化网格,从而实现参数化建模与结构化网格自动生成的协同工作。以某重力坝工程为例,用该方法进行结构化网格生成,并通过雅可比比率等指标评估单元质量。结果表明,通过该方法,仅需修改部分模型结构并输入关键参数,即可快速生成分解为子块的重力坝模型,并划分适用于施工期温度场应力场计算的结构化网格,使得重力坝整体温控仿真有限元模型的建模时间缩短了80%以上。这种参数化前处理方法有望在数值模拟领域广泛应用,为其提供更快捷、更精确的结构化网格生成方案。

关键词： 桁架   火灾   倒塌试验   场模拟   热力耦合   倒塌模式  

摘要： 为研究火灾下桁架屋盖建筑等大空间建筑的升温规律及结构响应,对一真实既有钢-混凝土混合桁架屋盖建筑开展火灾倒塌试验。试验采用木垛为火源,通过综合应用热电偶、地磅、微波雷达和耐高温倾角仪等手段采集数据,测量火源的热释放速率、建筑内部空气温度、结构构件温度、关键节点的位移及转角等数据,并得到结构在真实火灾下的升温特点及位移和转角变化规律。采用场模拟和有限元法分别对试验的建筑空气温度场与结构热-力耦合响应进行模拟,通过与实测结果的对比验证数值模拟的有效性。研究表明:试验中建筑内部空气温度场呈现出明显的非均匀分布特点,测点温度分布范围为500~900℃;火源燃烧规律可划分为闪燃、缓升、稳定与衰退等4个阶段;空气温度场变化趋势与热释放速率变化趋势基本一致;混合桁架屋盖的倒塌由上弦混凝土杆弯曲失效引发,与纯钢桁架由杆件屈曲失效所致的倒塌明显不同。场模拟可以较为准确地复现桁架内部的空气温度场分布,模拟精度随着距火源距离的增加而提高,远离火源的测点模拟结果与试验结果基本一致;有限元模拟可以准确得到桁架以弯曲失效为主的倒塌模式及变形规律。

关键词： 数值模拟   光面爆破   极高地应力   围岩损伤   S-FEM-SPH算法  

摘要： 针对深埋隧道开挖过程中存在极高地应力的情况,为研究地应力对光面爆破围岩损伤产生的影响,采用基于ANSYS/LS-DYNA软件的数值模拟方法,通过结构化网格-有限元-粒子流耦合算法(structured mesh-finite element-particle flow coupling algorithm,S-FEM-SPH)进行三维模拟。研究在双向等值地应力0~40 MPa条件下的光面爆破围岩损伤规律,研究结果表明:边帮和顶板处的围岩损伤度根据爆心距的变化分为水平直线阶段和反“S”型曲线下降阶段;在反“S”型曲线下降阶段,距离爆心距中间位置的围岩,损伤度随爆心距的下降速率大;地应力对边帮和顶板处的围岩损伤均有影响,但对边帮处围岩损伤的影响大于顶板处,当地应力大于20 MPa时影响更加明显;通过对比边帮和顶板处有效塑性应变和围岩损伤深度随地应力的变化规律,从而验证了围岩损伤深度随地应力增加呈现先减小后增大变化规律的正确性。

关键词： 溜砂坡   数值模拟   室内振动试验   加速度峰值放大系数  

摘要： 溜砂坡在地震和降雨的作用下极易发生失稳破坏。为探究含水率对溜砂坡振动破坏的影响,文章设计了室内小型溜砂坡振动台试验,通过建立0%、6%、9%、12%4种不同含水率的溜砂坡模型,并进行粒子流体动力学(PFC)数值模拟,探究不同含水率的溜砂坡振动加速度动力响应规律及变形破坏特征。结果表明:(1)随着含水率的增加,溜砂坡颗粒内摩擦角持续减小,黏聚力则先增大再减小;(2)含水率对高程放大效应有削弱作用,削弱效果在水平方向更明显;(3)随着含水率的增加,竖向应力先减小再增大,应力变化的响应速度加快,当含水率为9%时,溜砂坡竖向位移最小。

关键词： GIL   金属微粒   表面电荷   数值模拟   局部放电  

摘要： 气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)在生产、运输、安装及运行过程中,不可避免地会受到金属微粒的污染,影响绝缘子表面电荷积聚,严重降低其绝缘水平。为此在考虑气体侧带电粒子产生、复合和迁移等物理过程的基础上,额外考虑了金属微粒及其微放电的影响,建立了气体侧电荷注入为主导因素的直流GIL气-固界面电荷积聚的时变三维模型,并对中心电极附着金属微粒的GIL几何模型中电荷积聚进行了数值计算。仿真结果表明:金属微粒的存在会畸变周围的电场分布并改变绝缘子表面电荷分布;在理想条件下绝缘子气-固界面电荷主要以电晕形态分布,当中心电极上附着金属微粒时,会促进绝缘子表面电荷积聚进程以及双极性离散电荷斑的出现;此外,金属微粒正下方绝缘子区域的平均电荷密度与无金属微粒的相比要小约10.4%;另外,经对绝缘子表面法向电场特征的对比分析,发现金属微粒的存在会导致表面法向电场不均匀分布。

关键词： 基坑降水开挖   数值模拟   斜穿高架桥   桥基变形  

摘要： 文章依托某降水开挖基坑斜穿高架桥的实际工程,利用Midas-GTS NX有限元软件进行分析,并采用经验公式和北京理正验证了模型的可行性,得到如下结论:(1)随着基坑降水开挖施工进行,挡墙水平位移和基坑底部隆起逐渐增大,挡墙具有向坑内倾斜的趋势,基坑底部受挡墙约束,呈现中间大两头小隆起规律;(2)桥基水平位移和弯矩随开挖增大,最大值分别出现在桩顶和粉质黏土与粉土加粉砂界面处;竖向位移在降水时增大,在开挖时减小,总体呈减小趋势;(3)基坑降水开挖对左右两侧桥墩基桩的影响具有对称性,挡墙、基坑及桥基的各项变形指标结果均在控制范围内。