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关键词： 叶轮机械   不同介质   动力特性   水槽试验   数值模拟  

摘要： 为探究海流机与风力机的动力学相似特征,研究叶轮在不同介质中的动力特性变化规律。通过300 W叶轮的水槽试验与空气中车载试验对叶轮输出功率进行测试,并建立一套针对不同介质中300 W叶轮的数值仿真模型。结果表明,水槽试验在叶尖速比最高点动力特性较低,叶轮动力特性随叶尖速比的减小而升高;车载试验中叶轮动力特性随叶尖速比升高呈先上升后下降趋势,在叶尖速比为4.8时功率因数最大为29%;同时通过数值模拟分析300 W叶轮在不同介质中的运动情况。得出叶轮在水中涡流损失较小,但叶轮后方尾流低速区面积较大,导致叶轮利用效率降低,同时发现在水与空气中来流流速越大尾流低速区恢复越快。对比试验与仿真模拟动力特性变化规律一致。该文利用试验验证仿真模型的合理性,为后续叶轮机械的设计研究提供技术支撑。

关键词： 隧道不良地质构造   地质雷达   数值模拟   图像特征  

摘要： 为在超前地质预报中准确判识隧道中的不良地质构造体,总结隧道中常见的岩溶、断层破碎带、软夹层3种典型不良地质构造,根据介质的组合情况将其归纳为岩溶2类4种构造模型、断层破碎带2类4种构造模型、软夹层1类3种构造模型。以自编Python程序进行自动化建模,建立随机的多介质耦合岩溶空洞、断层破碎带、软弱夹层3种不良地质构造,并以Python程序自动调用GprMax,对三大类不良地质体的雷达特征进行数值模拟。结果表明:地质雷达产生的电磁波在水中会产生二次假地质异常体;在水与其他介质混合的模型中,无异常体的区域会出现微弱的反射;溶洞呈现出“二次曲线型”特征、破碎带呈现出“条带状”特征、软弱夹层的呈现出“层析错断型”特征。结合某高速公路几座典型隧道实际情况,通过地质雷达对上述典型不良地质体的探测,将上述模拟图像特征应用到实际工程,结果吻合。

关键词： 铅基堆   液态铅铋合金   颗粒物沉积   带绕丝棒束  

摘要： 液态铅铋合金在流动过程中会腐蚀管道产生腐蚀产物与氧化物颗粒,在燃料棒表面沉积、聚集后会使传热恶化并可能造成安全隐患。因此,本文以19棒束铅铋燃料组件为参考对象,基于ANSYS Fluent中的离散相模型对铅铋冷却带绕丝棒束内的颗粒物运动沉积过程进行了数值模拟,获得了颗粒物在带绕丝棒束通道内的沉积特性,分析了入口流速、入口温度与颗粒物粒径对颗粒物沉积的影响。结果表明:颗粒物在轴向上的主要沉积位置为通道入口处,在燃料棒周向上的主要沉积位置为绕丝迎风面与燃料棒表面的狭缝处,在流道壁面的主要沉积位置为绕丝位于角子通道内时对应的棱附近;颗粒物粒径、流体流速以及流体入口温度的升高会使得燃料棒包壳表面和流道壁面的沉积率增大,但对沉积的轴向分布无明显影响。本文结果可为铅基堆的反应堆安全设计提供参考。

关键词： 数值模拟   多粉尘源   清洁安全生产   最优的除尘空气流量   粉尘治理  

摘要： 通风除尘是矿山最基本的防尘手段。为了获得巷道最优除尘风量,建立了采空区和多尘源高度模拟的物理模型。此外,结合数值模拟方法,分析了风量对粉尘源扩散规律的影响。研究结果表明:在风量为700~1600 m^(3)/min时,随着风量的增大,综采工作面粉尘质量浓度逐渐降低;但是,较高的空气流速会引起粉尘的再次夹带,再次污染工作环境。确定进风的最佳除尘风量在1500~1600 m^(3)/min时,在适合正常运行的工作区内产生的平均粉尘最低。该风量范围可作为矿井通风设计的参考,为煤矿工人提供清洁安全的生产环境。此外,研究方法和成果对制定和发展有效的防尘除尘清洁生产技术具有重要意义,可为非煤矿、隧道等地下工程的通风设计提供参考。

关键词： 水利工程   水闸施工   技术要点  

摘要： 近年来,我国水利水电工程领域经历了快速的发展,多种施工技术的融合应用以满足日益增长且日益复杂的工程需求。在水利水电工程中水闸施工作为关键组成部分,能够实现上游与下游之间的高效连接,同时也有助于减轻泄洪水流对周围环境的侵蚀影响。在实际施工过程中,水闸建设项目往往面临一些复杂状况,若施工技术应用不合理,容易导致施工难度增加,从而影响到整个工程的质量。文章从水利工程中水闸的分类以及水闸施工的重要性出发,分析水利工程中水闸施工技术要点,提出施工注意事项以及施工管理措施,以供参考。

关键词： 铁路隧道   水压力折减系数   理论分析   数值模拟   排水系统   椭圆度   深部地下空间  

摘要： 在高水压环境的深部地下空间,隧道防排水设计不再适用传统的全封堵防水或完全排水方案。本文以覆土不小于50 m的城市深部隧道为研究对象,设置了由排水层及排水盲管组成的排水体系,研究防排水系统关键参数对水压力的折减情况。建立理论分析模型,推导出水压力折减系数的解析式,并根据工程经验对各影响变量进行取值。通过数值分析对公式进行了修正,最终提出适用于高水压深部隧道的水压力计算方法。结果表明:排水层与帷幕圈渗透系数比值越大,帷幕圈半径越大,则衬砌地下水压力折减系数越小,地下水降低幅度越大;隧道断面椭圆度不超过0.05时,可采用本文方法来计算地下水压力折减系数,计算结果具有较高精度。实际工程中需考虑经济性,实现排水量、地下水压力折减系数与经济性的合理平衡。

关键词： 带式输送机   阻尼托辊   Maxwell软件   阻尼力矩   有限元分析  

摘要： 为解决大功率下运带式输送机在大倾角、高带速条件下极易出现的飞车及断带等问题,提出一种通过调节永磁体与线圈啮合面积大小来实现制动调节的盘式可调永磁阻尼托辊装置。利用Maxwell软件研究了稳定条件下盘式永磁阻尼装置的瞬态磁密分布规律及不同气隙厚度下阻尼力矩的变化规律,并搭建试验台进行试验验证。结果表明,随气隙厚度增大,磁密逐渐增大,最大可达2.1 T;气隙厚度由1 mm增至2 mm时阻尼力矩增大,由2 mm增至3.5 mm时阻尼力矩减小。上述结果可为大功率下运带式输送机的改进与优化提供数据支撑。

关键词： 垂直轴风力机   气动特性   数值模拟   弦径比  

摘要： 直叶片垂直轴风力机的叶片弦径比和支撑臂安装点与动态失速和流动曲率现象密切相关,直接影响风力机的气动性能。文章采用数值模拟方法研究弦径比与安装点对垂直轴风力机气动特性的影响。结果表明,大弦径比风力机风能利用率峰值点向小叶尖速比偏移,风能利用率在弦径比为0.40时达到峰值,为0.46,相对于原型风力机提高了25.3%;随着弦径比的增大,叶片前缘局部攻角在上风区叶片主要功率输出区减小,流场得到明显改善,有利于提高叶片在主要功率输出区的扭矩系数;随着安装点向叶片尾缘移动,风力机风能利用率先增加后减小,最大风能利用率在安装点位于弦长的62.5%时达到峰值。研究结果对设计高效的小型垂直轴风力机具有一定的指导意义。

关键词： 压气储能   地下储气洞室   密封钢衬   接触   数值计算  

摘要： 地下浅埋硬岩储气库中密封钢衬与衬砌混凝土(围岩)之间为接触传力关系,是决定钢衬-衬砌-围岩联合承载状态与钢衬应力的重要因素之一。依托国内人工开挖的硬岩地下储气库工程,基于ABAQUS平台开展气压-气温作用下钢衬-混凝土循环接触传力行为与结构周期性力学响应特征研究。结果表明:气压会导致围岩顶部和底部出现较大塑性区,卸压后围岩不可恢复的变形导致钢衬-混凝土之间的缝隙增大,且在重力影响下集中出现在钢衬顶部;卸压检修后再次充气运行,钢衬-混凝土接触压力及钢衬应力重分布,顶部接触压力有所减小而钢衬应力明显增大,成为断裂高风险区;气温变化主要引起衬砌混凝土温度循环波动,对钢衬-混凝土接触压力表现为温升增幅、温降减幅,对钢衬应力表现为削减应力峰值与应力变幅。在分析密封钢衬强度与疲劳寿命时,需合理考虑钢衬-混凝土接触传力行为。

关键词： 高地温矿井   采空区漏风   瓦斯运移   数值模拟  

摘要： 为研究高地温采空区瓦斯运移的规律,以潞安集团某深井综采工作面为原型建立了采空区三维模型和渗流数学模型,运用Fluent数值模拟软件在不同通风量下对采空区进行数值模拟计算,从而得到采空区瓦斯浓度场的分布,进而研究高地温矿井下通过加大风量降温后采空区瓦斯的运移规律。研究表明:采空区漏风主要集中在进风巷与工作面交界处的下隅角处,随着进入采空区深部,风流速度越来越小。上行式通风下回采工作面与回风巷交界处容易形成高浓度瓦斯积聚区,随着风量增大,深部采空区会积聚大量的高浓度瓦斯,加剧了深部采空区瓦斯爆炸的危险性。