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关键词： 机舱通风   数值模拟   计算流体力学   气流组织   速度场   温度场  

摘要： 以某型LNG船为研究对象,针对机舱空间有限、通风系统设计布置困难容易造成舱内局部风速严重不均、重点区域温度过高以及舱内压力过大等现象,影响机舱内设备正常运行,采用Floefd软件建立了机舱三维模型,对某船舶机舱风系统设计进行流体计算仿真分析,模拟风管内气流组织分布,对机舱的温度场和速度场的模拟结果进行分析,研究优化设计方案,选取优化前后的典型截面进行气相组织对比分析,对于后续LNG船通风系统的设计提供一定的参考价值。

关键词： 土壤汞污染   汞运移   HYDRUS-1D   数值模拟  

摘要： 为了研究重金属汞在不同质地土壤剖面的运移规律,文章选取某汞冶炼企业场地为研究对象,运用HYDRUS-1D模型建立重金属汞运移模型,模拟其在土壤剖面中的运移规律。所建立的模型能够模拟重金属汞在土壤剖面中分布和运移的时空变化规律:若重金属汞渗漏5.0 d后得到控制,则其最大运移距离达150 cm;重金属汞进入土壤后约1.5 d到达土壤剖面30 cm深处,约9.5 d后到达观测点300 cm观测点,约27.0 d后以恒定含量穿透土壤带进入包气带或潜水含水层。有色金属冶炼企业场地土壤重金属污染风险大,企业应根据企业实情,结合导则规范等提出综合防治措施。

关键词： 正交胶合木   胶合木框架   连接节点   拟静力试验   数值模拟  

摘要： 胶合木(Glulam)框架结构能提供开阔的使用空间,正交胶合木(Cross Laminated Timber,CLT)剪力墙结构能提供较大的抗侧刚度,文章提出了一种二者相结合的结构体系,并针对体系中的2类关键节点开展研究,即CLT剪力墙-CLT楼板节点(简称剪力墙-楼板节点)和CLT剪力墙-胶合木梁节点(简称剪力墙-梁节点)。开展的主要工作如下:(1)自攻螺钉抗剪与抗拔试验;(2)剪力墙-楼板节点的抗剪与抗拔试验;(3)剪力墙-梁节点的弯剪复合试验。试验结果显示:自攻螺钉抗剪荷载-位移曲线有明显的弹性段和塑性段,而抗拔延性稍差。剪力墙-楼板节点抗剪试件的典型破坏模式为钉拔剪与木材劈裂破坏,其承载力达峰后会突降;剪力墙-楼板节点抗拔试件的典型破坏模式为钉拔出与木材承压破坏,其初始刚度较高、延性较好。剪力墙-梁节点抗弯剪试件的典型破坏模式为钉拔出破坏,节点有较好的延性,但滞回曲线捏缩效应明显。根据试验结果,文章对自攻螺钉、剪力墙-楼板节点、剪力墙-梁节点的力学指标进行了计算,其中,剪力墙-楼板节点试件的抗剪、抗拔承载力分别为26.66kN、21.50kN;剪力墙-梁节点试件的承载力、弹性刚度和延性系数均值分别为10.89kN·m、459.40kN·m/rad和3.68。最后,文章对这2类关键节点进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好。文章针对胶合木框架-正交胶合木剪力墙结构的关键节点开展试验及数值模拟研究,以期为该类结构的工程应用提供理论与技术支撑。

关键词： 空蚀   表面微结构   数值模拟   含汽率   绝对压力   占空比   宽深比  

摘要： 目的探究表面微结构尺寸变化对空蚀过程的影响以及作用机制。方法根据点阵型表面微结构的截面形状,改变其宽深比和占空比,用Gambit对其建立二维平面模型。使用Fluent软件对不同尺寸下微结构模型的空蚀过程进行模拟计算,得到绝对压力、含汽率以及气泡运动速度等参数。最后根据模拟计算的结果,在样品表面加工出不同占空比的微结构,使用磁致超声振动空化设备,在与数值模拟相同环境条件下进行空蚀试验,采用失重法对模拟结果进行验证。结果数值模拟分析显示,微结构的宽深比和占空比对空蚀过程均有影响。当宽深比小于2.5时,微结构底面的含汽率降至0.1以下,沟槽内形成一层“液垫”,减缓了空蚀。相较于其他占空比,当占空比为0.91时,含汽率最小,保持在0.4以下,样品表面同样形成“液垫”,缓冲了气泡溃灭时作用在材料表面的冲击力。此外,随着占空比的增大,微结构表面的绝对压力与液体的饱和蒸汽压差距增大,降低了空化程度,同样起到了减缓空蚀的作用。不同占空比下的微结构样品和光滑样品的空蚀试验结果表明,微结构样品的空蚀质量损失均小于光滑样品的空蚀质量损失,且当占空比为0.91时,空蚀质量损失最小,为5.95 mg,远小于占空比为0.71和0.38时,微结构样品。同样证明了表面微结构占空比越大,材料的耐空蚀性能越好。结论微结构宽深比主要影响微结构底面的含汽率,而占空比影响样品表面的绝对压力和微结构顶面的含汽率。相较于光滑表面,微结构样品可以有效减缓马氏体不锈钢的空蚀损伤。当宽深比较小、占空比较大时,材料表面的含汽率保持在较低的水平,有利于减缓空蚀损伤。

关键词： 燃油结冰   含水量   离散项   管路布局   泵后压力  

摘要： 为研究燃油结冰试验中饱和燃油含水量的影响规律,以达到适航标准要求的油水均匀度,提出对配水循环系统进行数值模拟。运用欧拉-拉格朗日法分别表示连续项与离散项,用离散相模型(discrete phase model,DPM)模拟水粒子的碰撞、融合和破碎。对液滴喷射与水-燃油两相流循环进行仿真计算,研究注水位置、循环泵后压力及液流进出排布对燃油含水量的影响规律。基于循环系统内不同区域离散项质量浓度的取样统计,分析适航标准规定时间内水与燃油混合情况。利用燃油配水装置进行了泵压式循环注水试验,实测不通过油水分离器循环的泵后燃油含水量。结果表明:测量结果与数值模拟基本吻合,液流进出口设于油箱同侧且在泵后管路注水时循环掺混效果好。0.2 MPa泵后压力时油水混合均匀,且含水量可保持在适航标准规定的90×10^(-6)~130×10^(-6)范围内。

关键词： 雷暴冲击风   矩形梁   大涡模拟   风压系数   脉动风压  

摘要： 为研究稳态雷暴冲击风作用下矩形梁断面的风压特性,采用大涡模拟方法,对不同径向位置下2∶1矩形梁断面的绕流场进行数值模拟,并将数值模拟值与风洞试验值进行对比。在此基础上,对矩形梁断面的绕流场和风压分布特性进行了分析,并对矩形梁断面风压功率谱及相关性进行了研究。研究结果表明:在r=0.6D jet(发展阶段)、r=1.8 D jet(成熟阶段)和r=4.0D jet(消散阶段)三个典型工况下,矩形梁表面风压系数基本沿着中心轴对称,且矩形梁距离射流中心越远,其风压系数绝对值越小。其中,迎风面风压系数均为正值,下表面及背风面风压系数均为负值,而上表面的风压系数随不同径向距离而变化显著。在r=1.8D jet位置处,气流在下表面后端发生一定程度的再附,使下表面后端的压力有所增大;在r=4.0D jet位置处,气流在上表面前端发生分离导致前端负压进一步变大。迎风面区域的旋涡已经形成稳定结构,各测点的脉动风压能量基本保持稳定,背风面的上拐角处附近能量达到最大,而上表面和下表面的前拐角处能量较低。矩形梁断面同面测点风压系数均为正相关,且风压相关性随着测点间距的增加而减小;迎风面测点脉动风压相干性较强,相干函数值在0.9左右;而上表面和背风面测点的脉动风压分别在0.05 Hz附近以及在频率低于0.2 Hz时具有很强的相干性。在气动导纳函数方面,传统的Sears函数值在雷暴冲击风环境下将不再适用。

关键词： 拱坝   横缝   非线性   地震   时程分析  

摘要： 拱坝在施工时,需在各坝段之间设置横缝,分段浇筑坝体,横缝在地震作用下会出现张开、闭合和滑移等现象,对坝体的地震响应产生重大影响。文章采用ABAQUS软件建立某拱坝有限元模型,以横缝间摩擦系数为控制变量,对不同控制变量下的拱坝进行动力响应计算,分析了不同摩擦系数对拱坝横缝开度地震响应的影响,为拱坝横缝设计提供参考借鉴。

关键词： 软土路基   公路路基   沉降变形   数值模拟  

摘要： 为减少软土地区路基沉降变形,提高路基安全性和耐久性,保证道路行车安全,基于某软土地区工程实例,通过有限元数值模拟手段计算与预测软土路基沉降,提出利用顶管渐变置换法进行软土路基加固,并验证该方法的可行性。结果表明:路中和路肩位置沉降数值模拟结果随时间变化趋势与现场监测结果基本一致,数值方面也较为接近,证明本研究建立的数值模型是较为合理的。路基沉降在前期增速较快,2a后曲线斜率下降,但路基沉降随时间变化仍较为显著;相较于未处治路基工况,采用顶管渐变置换法处治后,路基沉降变形得到明显改善,顶管间距1.1 m工况下,路面中心沉降变形减少了28.8%,路肩变形减少了33.7%,坡脚变形减少了42.6%;顶管间距对路基沉降影响较为明显,路基沉降与顶管间距成正相关关系。

关键词： 新型焙烧炉   数值模拟   温度均匀性  

摘要： 针对传统火道结构焙烧炉火道内上、下游温差大,料箱内温度分布不均匀等造成的天然气能耗高的问题,本文提出一种更节能的新型火道结构焙烧炉。本文对比分析了传统火道结构焙烧炉和新型火道结构阳极焙烧炉料箱内温度分布均衡性,结果表明:新型焙烧炉料箱内温度均衡性优于传统焙烧炉21℃,温度分布更加均匀。在某炭素厂开展了新型焙烧炉的工业试验,试验数据表明:新型结构焙烧炉料箱内温度分布的均匀性明显改善,节省天然气量10.4 Nm^(3)/t,实现了节能降耗减排的目标。