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关键词： 聚能装药   辅助药型罩   数值模拟   正交设计   侵彻威力  

摘要： 为提升组合药型罩聚能装药战斗部的侵彻威力,开展不同罩顶结构的圆筒辅助药型罩对聚能装药侵彻性能影响的研究,基于数值模拟通过正交设计和极差分析的方法得到组合药型罩聚能装药参数对侵彻性能的影响程度。结果表明:对聚能装药的侵彻体头部速度而言,其影响因素依次为罩顶结构、圆筒部分高度、装药高度和圆筒部分直径;对聚能装药的最大侵彻深度而言,其影响程度依次为罩顶结构、装药高度、圆筒部分高度和圆筒部分直径;采用平顶结构的组合药型罩聚能装药拥有最优的侵彻性能;采用外凸半球罩顶结构受结构参数的影响较小,能够使聚能装药的侵彻深度保持在一定区间。

关键词： 氨燃料   混烧   分解炉   数值模拟   减排  

摘要： 应用绿色替代燃料降低水泥熟料煅烧煤耗,是水泥行业降低碳排放的重要技术途径。氨(NH_(3))作为一种新型零碳燃料,被认为是当前重要的氢源之一。基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,对工业级水泥窑预煅烧炉进行了三维数值模拟,研究了掺氨比(0%~20%)对燃料燃尽特性及NO生成特性的影响。结果表明:NH_(3)在分解炉中具有良好的燃尽性能,CO_(2)排放量随NH_(3)掺烧比的增加呈线性下降,当掺氨比为20%时,CO_(2)排放量比纯煤燃烧低14.7%,即每生产1 t水泥熟料,减排CO_(2)0.1671~0.2003 t;与纯煤燃烧相比,煤粉中掺混NH_(3)后NO排放量降低,随着掺混比例进一步提高,NO排放量逐渐降低;掺氨比越高,炉内温度越低,将三次空气中O_(2)富集至体积分数为40%可以解决掺氨比20%时引起的温度下降问题,但NO体积分数会出现激增。

关键词： 矿区闭坑   数值模拟   回填蓄水方案   地下水流场   演化规律  

摘要： 国内某大型露天矿开采资源枯竭后,形成了大面积的矿坑,为了治理该矿坑及其四周的环境,需要设计合理的闭坑方案。经过研究,该矿坑拟定采取回填蓄水的闭坑措施,并且提出两种回填策略。为了掌握闭坑过程对地下水流场的影响,利用MODFLOW软件模拟回填和蓄水过程,观察平面流场和剖面水位的演化规律,明确地下水在各个阶段的变化情况,为矿坑中长期治理优化提供了依据。

关键词： 燃油流量计   V锥流量计   数值模拟   锥面优化   流出系数  

摘要： 电动燃油泵燃油流量的精准控制可有效提升航空发动机性能,其首要前提是燃油流量的精准测量。传统孔板流量计无法满足多电发动机燃油流量大量程比测量需求,而新型涡街、超声波等流量计对电磁及振动较敏感,无法在恶劣环境正常工作,因此本文设计一种适用于航空发动机燃油流量测量的V锥流量计。首先依据量程需求选定设计参数,并仿真研究改变锥面形状对流量计性能影响,加以试验验证,最终拟合得到流量计算公式。验证结果表明:等效直径比对流出系数影响最大,且须匹配特定前、后锥角使流量计达到最佳性能;将锥形改为有一定曲度的圆弧可有效降低永久压损;后锥曲度的增大可有效提高流出系数线性度,前、后锥曲度分别为0.25,0.75时可取得较优流出系数。

关键词： 铜浮渣转炉   天然气燃烧   数值模拟   烧嘴  

摘要： 本文以某铅冶炼厂铜浮渣转炉为研究对象,通过对同轴射流甲烷燃烧器的试验数据进行对比,对燃烧模型与湍流模型进行了对比验证,构建了铜浮渣转炉内多物理场数值模型,对转炉运行工况的天然气燃烧与传热过程进行了数值模拟,深入分析了炉内速度场、温度场和浓度场的分布规律。结果表明:转炉内天然气混合充分、燃烧完全,空燃比和烧嘴结构的优化空间较小。炉头的1^(#)、2^(#)烧嘴火焰主要通过热辐射向熔体传热,而炉身的3^(#)、4^(#)烧嘴火焰则主要通过热对流向熔体传热。截面平均温度沿炉长方向(从炉头至炉尾)逐渐降低。在3^(#)、4^(#)烧嘴所在的径向截面,平均温度出现极值点,其位置与平均速度的极值点基本一致。转炉耐火砖受侵蚀较为严重的区域分别位于炉头顶部与炉头渣线附近,导致侵蚀的主要原因在于壁面局部高温。

关键词： 高填方   路堤边坡   数值模拟   参数变化  

摘要： 为了对影响高填方路堤边坡稳定性的因素进行分析,文章采用数值模拟和现场监测的方法,重点研究了填土高度、边坡坡度、路堤顶部交通荷载、斜坡面坡度等四个因素对高填方路堤边坡稳定性的影响。结果表明:填土高度增大会导致边坡坡脚处水平位移不断增大,当填土高度>30 m后,路堤边坡坡脚竖向位移由沉陷变成隆起;边坡坡脚水平位移和竖向位移随边坡坡度的增大呈现整体增大的趋势;边坡坡脚水平位移随着路堤顶部交通荷载和斜坡面坡度的增大而增大,当荷载>150 kPa或斜坡面坡度>1∶5后,边坡坡脚水平位移增率均明显增大且坡脚竖向位移由沉陷变成隆起。研究结果可为类似山区高填方路堤边坡设计和施工提供参考。

关键词： 油水分离器   聚结构件   出口挡板   响应面分析法   分离效率  

摘要： 针对传统平板型聚结构件分离效率不佳的问题,提出一种新型有出口挡板型聚结构件,并采用计算流体力学(CFD)方法,利用Fluent软件的mixture模型和Standard k-ε模型探究新型聚结构件的聚结板长度(l)、聚结构件倾斜角度(θ)及挡板高度(h)和挡板折角(α)对分离性能的影响规律,确定最佳的结构参数。结果表明:聚结构件的结构对油水分离器的分离效果影响显著;在相同条件下,有出口挡板聚结构件的分离效率比无出口挡板聚结构件平均提高1.2%;对于4种结构参数,有出口挡板聚结构件分离器的分离效率随单个结构参数增大均呈现先增大后减小的趋势,最佳结构参数分别为l L=312(L为分离器长度)、θ=30°,h H=710(H为聚结板间距)、α=75°;由响应面分析法得到的有出口挡板聚结构件的4种结构参数最佳组合为l=421.67 mm、θ=45.07°、h=8.84 mm、α=112.70°,有出口挡板聚结构件分离器的分离效率最高为97.67%。

关键词： 二氧化碳   地质封存   咸水层   数值模拟   运移特征   预测  

摘要： 针对注入咸水层CO_(2)运移特征预测的工程需求,基于COMSOL Multiphysics平台建立了矿藏尺度的咸水层CO_(2)地质封存有限元数值模型,探讨了地层孔隙度、温度及CO_(2)注入流量等因素对咸水层中CO_(2)运移行为的影响规律,开发了可移植使用的仿真软件,最终形成了一种基于有限元数值模拟的地质封存CO_(2)运移行为预测方法;以中国神华集团咸水层二氧化碳捕集与地质封存项目中的石千峰地层为例,开展了有限元数值建模、CO_(2)运移行为影响因素和影响规律研究;研究结果表明:1)在CO_(2)注入阶段的前期,CO_(2)沿着近似水平方向运移并在注入井周围形成高压区域;随着CO_(2)的持续注入,CO_(2)在咸水层中的分布区域逐渐形成上宽下窄的“舌状”,咸水层压力有所降低;在CO_(2)停注后,咸水层的压力逐渐降低至原地层压力水平,出现咸水反向驱替CO_(2)的现象;2)随着地层孔隙度的减小,CO_(2)注入咸水层后地层压力呈指数增长趋势,孔隙度的改变影响CO_(2)的运移形态;在CO_(2)停注后,随着咸水层孔隙度的增大,咸水的反向驱替现象愈加明显,咸水层顶部的CO_(2)堆积量增加;3)地层温度的升高增强了咸水的反向驱替作用,CO_(2)运移时“舌状”区域的边界倾角随之增大,咸水层顶部的CO_(2)侧向分布范围逐渐扩大;4)CO_(2)的扩散范围随注入流量的增加而扩大;注入流量相同的条件下,CO_(2)的扩散速率随时间的推移而降低;在CO_(2)停注后,注入流量越低反向驱替现象越明显;5)所开发的仿真软件具有数值模型建立、仿真数据分析等功能模块,测试结果表明了软件的可用性;研究成果可为CO_(2)地质封存点的选址、注入条件优化、泄漏监测提供理论和模型基础。

关键词： 化学气相沉积   SiC   抗氧化   数值模拟   工艺调控  

摘要： 化学气相沉积(CVD)法制备的碳化硅(SiC)涂层是碳基材料表面防氧化涂层的理想选择,各项工艺直接影响涂层的沉积结果。为指导碳/碳(C/C)复合材料高温抗氧化SiC涂层的工艺调控,建立了CVD法制备SiC涂层的沉积炉仿真模型,采用计算流体力学软件对沉积结果进行数值模拟研究,探究了工件摆放和主要工艺参数对沉积结果的影响,量化了主要工艺参数的影响并优选了工艺参数组合。结果表明:建立的有限元分析模型合理可靠;工件摆放方式与间距协同影响沉积结果。在工艺参数范围内,温度对沉积均匀性影响较大,影响程度达28.39%;其次是压力,影响程度为13.90%;反应物甲基三氯硅烷(MTS)流量影响最小,影响程度为6.43%。此外,随着温度、压力的减小和MTS流量的增大,沉积均匀性提高;根据影响规律对工艺进行优化后沉积均匀性提高了102.45%。

关键词： 燃煤电厂   数值模拟   分离器  

摘要： 燃煤电厂制粉系统对锅炉的燃烧效率、煤耗等方面起重要作用。本文通过数值模拟方法,对燃煤电厂中的细粉分离器进行了研究。通过分析其内部流动特性:旋风分离器底部锥体出口与煤灰斗上部交叉的位置附件,出现了一个强涡旋区域,同时锥体底部垂直方向的气流速度较大,使得部分分离出来的煤灰又从灰斗返回了分离器内部,降低了分离效率;在分离器锥段中间的区域,出现了另一个涡旋,缩小了分离区的覆盖范围,增加了压力损失;分离器入口处的气流波动明显,入口气体在排气管区域附近形成了涡旋,也降低了分离效率。为了提高分离效率、降低压力损失,本文提出几项优化建议,包括消除底部和边壁旋涡、优化圆锥底端回流区、增强内旋区域切向速度和促进二次分离等,旨在为燃煤电厂分离器的设计和优化提供理论依据。