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关键词： 炼钢   热力学   动力学   模拟仿真   过程预报   多相反应  

摘要： 炼钢过程需要完成钢液的脱碳、脱硫、脱磷、脱氧等一系列操作,是一个复杂的多因素控制过程,反应器内温度高且不均匀,多相化学反应同时发生,相际之间质量、动量和热量传输相互耦合,准确预报和控制炼钢过程一直是钢铁冶炼的难点和冶金工作者的研究热点.本论文总结了近年来炼钢过程反应热力学和动力学以及其在数值模拟仿真方面的研究进展.在反应热力学方面,钢液活度计算模型主要有Wagner相互作用系数模型、统一相互作用系数模型和缔合物模型,在现阶段,Wagner相互作用系数模型仍是应用最为广泛的钢液活度计算模型,但随着新钢种的开发,这一模型的普适性遇到了挑战,钢液活度的计算亟需开发新模型、补充新数据;熔渣活度计算模型主要有分子理论模型、离子理论模型、正规离子溶液模型、修正的准化学模型和共存理论模型.通过反应动力学模型,炼钢过程钢液、渣和非金属夹杂物随时间的变化能够被较为准确的预报出来,如多组分耦合反应模型、有效平衡反应区模型和未反应核模型等,但反应动力学模型中的传质系数多是通过经验公式确定,无法准确表征不同反应器内的动力学.通过将反应动力学与三维数值模拟仿真相耦合,揭示了Kambara reactor铁水预处理脱硫过程和Ruhrstah-Hereaeus精炼钢液脱碳过程反应器内钢液成分的三维分布及其随时间演变,但综合考虑钢、渣、夹杂物、耐火材料、合金等多相多元反应的三维数值模拟仿真尚没有较为成熟的模型,仍需要进一步深入研究.

关键词： 数值模拟   VOF-DPM模型   含沙量   测流精度  

摘要： 为探究含沙水流对明渠流量测量精度的影响,基于Fluent软件采用VOF-DPM模型对明渠进行数值模拟,分别模拟不同进口流速和含沙量组合条件下渠道内流量、液位及泥沙颗粒分布,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,计算出各量水设施的流量误差与液位误差。结果表明:采用VOF-DPM模型可以较好地模拟含沙水流在明渠的流态,通过开展不同流量级的流量测试可知,在不同含沙量条件下,巴歇尔槽流量计误差最小(-3%~1%),超声流量计(-4%~3%)和电磁流量计(-9%~2%)量测效果均较好,雷达流量计误差较大(-20%~4%),说明非接触式流量计在高含沙量、大流量的情况下需进一步提高测量精度;超声液位、电磁液位与雷达液位误差均较大,试验中尾部巴歇尔槽壅水以及泥沙在渠道底部淤积是造成较大液位误差的原因之一。

关键词： 大气等离子喷涂   数值模拟   喷涂距离   工艺优化  

摘要： 针对等离子喷涂工艺过程中因其复杂性和多变性导致的喷涂粉末动态行为难以直接观测的问题,本文利用Ansys软件构建了大气等离子喷涂工艺的有限元模型。模拟计算了喷涂粉末颗粒的温度场和速度场,并深入分析了喷涂距离对粉末颗粒温度和速度的影响。通过对比试验监测数据与有限元模拟结果,验证了模型的准确性。研究结果表明,最佳喷涂距离为90 mm,此时喷涂粉末颗粒的温度和速度均达到了峰值。以上研究为YSZ涂层在大气等离子喷涂工艺中的参数优化及涂层性能提升提供了理论依据与实践参考。

关键词： 金属丝网   拉伸成形   数值模拟   拉伸极限   工艺优化  

摘要： 目的针对喇叭防尘网罩在拉伸成形过程中的起皱、折叠和断裂等质量问题,研究工艺参数对拉伸质量的影响特性,探寻较佳工艺参数。方法应用Deform软件模拟喇叭防尘网罩的拉伸成形过程并进行仿真验证。在单一条件下分别研究冲压速度、压边间隙、摩擦因数以及凹凸模圆角半径对喇叭网罩拉伸极限的影响规律。以拉伸极限为评判标准,对丝网直径、压边间隙、摩擦因数和冲压速度4个工艺参数进行正交试验优化,结合极差分析研究以上4个因素对评判标准影响的主次关系及最佳工艺参数。结果各参数按对拉伸极限的影响由大到小的顺序依次是丝网直径、压边间隙、摩擦因数、冲压速度,最佳工艺参数如下:丝网直径为0.065mm、压边间隙为0.2mm、摩擦因数为0.05、冲压速度为30mm/s。结论通过有限元模拟与分析,确定了影响产品质量的主要工艺参数及影响特性,通过试验实现了最佳工艺参数组合,提高了产品质量。

关键词： 水利枢纽工程   河道形态   生态影响   数值模拟   生态修复  

摘要： 该研究采用数值模拟与实证分析相结合的方法来评价水利枢纽工程对于下游河道形态与生态产生的影响。研究首先对河床变形率,水流速度变化率以及水质改善率现状进行分析,讨论生物多样性指数降低,生态恢复度不高以及生态服务功能价值降低的问题。进而提出优化水利枢纽调度方式,落实河道生态修复措施以及增强生态服务功能价值等创新解决对策。实证分析结果表明,水利枢纽工程的运行改变了下游河道的河床形态、水流速度、水质及生物多样性,采取优化调度及生态修复措施能有效减轻负面影响。研究成果可为水利工程生态调度及河道生态修复工作提供科学依据。

关键词： 陷落柱   发育规律   主控因素   数值分析  

摘要： 基于研究区岩溶陷落柱揭露现状,系统分析了其分布特征及影响因素,并利用数值分析的手段探究了研究区陷落柱发育情况。整体而言,研究区陷落柱受区域构造、地表冲沟及奥灰岩溶水条件等条件的制约,发育具有群带性、高密度分布特征。通过对各影响因素的数值化处理,利用多元线性回归及BP神经网络数值分析手段对陷落柱发育情况进行预测,结果表明,研究区岩溶陷落发育密度较大,主要介于18~48个/km^(2),总体发育密度约30个/km^(2),存在陷落柱高发育区,密度最大可达72个/km^(2),低密度区范围相对较小,发育于井田中部及中东部,煤矿开采过程中可能会穿越岩溶陷落柱高发育区,应注意防范。

关键词： 填方灰土桩地基   沉降   变形   注浆加固   数值模拟  

摘要： 以某填方灰土桩建筑为例,对其进行填方灰土桩地基建筑加固技术分析。通过击实试验、实勘等分析沉降原因,提出注浆加固的处理方式,并借助数值模拟分析对该技术进行了有效性验证。研究结果表明,所提出的联合管注浆加固技术能有效改善建筑的变形情况,其处理后的倾斜率数值范围小于2%,符合设计标准规范。该建筑加固技术能有效保证建筑的安全性,为工程建设提供借鉴价值。

关键词： 水利水闸施工   现场管理技术   技术创新   环境保护   施工效率  

摘要： 本文对施工现场的可能问题,包括质量、工期和环保等一应做了深入的探索,全新的场地管理技术应运而生,精细化施工流程,科学的进度计划,智能的设备应用和环保的噪音控制等多元化解决方法使得问题能够得以解决,事实上,应用此技术能力是高效的。与之前的管理方式相比,新策略成功提升了施工效力,保障了项目质地,减轻了环境压力,还降低了总体花费,增强了项目的社会和经济裨益,此研究成果对水利水闸等特设设备的施工管理提供了指导的参考。

关键词： 数值模拟系统   工业软件   船舶总体性能   信息化技术  

摘要： 数值模拟技术与装备研发的融合程度越来越高,数值模拟系统正在朝大型化、复杂化和服务化的方向发展。船舶总体性能的预报、评价、优化三个重要环节的数值模拟研究高度依赖国外商用软件,亟需集多学科融合方法和数据知识化工程为一体,开展数值模拟系统的自主研发。以此为目标,总结工业软件发展历程上的经验与教训,提出“众创共享”、知识协同应用、面向智能的船舶总体性能数值模拟系统研发理念,以期实现船舶总体性能研发模式的重塑。

关键词： 弱胶结   离层   数值模拟  

摘要： 以大南湖7#矿井为研究区,基于组合梁原理和弹性薄板理论对工作面离层发育位置进行预计,通过计算离层上下岩层组的挠度差,计算了离层的体积和破断距,利用GDEM模拟软件对工作面离层动态发育过程进行模拟。结果表明,离层发育于3煤顶板泥岩与上部厚层粗砂岩之间。依据薄板弹性理论,离层的最大挠度差约为721 mm,离层的体积约为297 m^(3),离层的位置随着工作面不断移动,并在工作面推进320 m左右的位置闭合,产生水害的可能性较小。