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关键词： 相变   多孔介质   数值模拟   填充度   孔隙率  

摘要： 以多孔介质泡沫铜复合石蜡相变材料作为研究对象,采用ANSYS-Fluent中的凝固/熔化模型,相变材料的密度采用Boussinesq假设,多孔介质区选择non-equilibrium模式,对三维长方体蓄热腔内复合相变材料的蓄热过程进行数值模拟,分析多孔介质的填充度和孔隙率对相变蓄热特性的影响。结果表明,当孔隙率不变时,同一时刻多孔介质填充度越高则蓄热腔内液相率越大、蓄热率越快、多孔介质区域温度传递越快,但Nu越小,同时,随着多孔介质填充度的增加,蓄热量逐渐越小。当填充度不变时,在蓄热初期,孔隙率越小则蓄热腔内液相率越高、温度传递越快、蓄热量越大、蓄热率越快、Nu越小;在蓄热中后期,孔隙率越小则蓄热腔内液相率越小、温度传递越慢、蓄热量越大、蓄热率越快、Nu越大。在该文数值模拟范围内,长方体蓄热腔的最优多孔介质泡沫铜填充度为1,孔隙率为0.65。

关键词： 引射器   数值模拟   压力匹配性  

摘要： 页岩气采用滚动开发的方式,且存在部分平台在煤层气和页岩气同平台开采,并且有部分平台存在煤层气和页岩气同平台开采的情况,气井之间压力差异显著,同平台井间干扰严重制约着低压井的生产。通过运用引射增压技术,能够实现高压气井与低压气井之间的能量传递,从而达到利用高压气井能量以及为低压气井增压的目的。本文介绍了引射增压技术的原理和结构,并运用气体动力学方法对引射器进行设计,利用FLUENT软件作为求解工具,对设计的引射装置开展数值模拟,获得了引射器内流体的压力云图和速度云图。同时,采用控制变量法对引射器主要结构参数进行优化,和初步设计相比,将引射系数从0.23提升至0.31,验证了引射器可利用高压气井井的压力,减少井间干扰。

关键词： CO_(2)地质封存   盖层   拉伸破坏   剪切破坏   数值模拟  

摘要： CO_(2)地质封存是缓解温室效应的重要手段之一。CO_(2)能否安全地储存在地下储层中,在很大程度上取决于盖层的力学完整性。通过建立CO_(2)地质封存流固耦合模型,研究了CO_(2)注入过程中盖层的孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化规律,分析了CO_(2)注入速率、盖层弹性参数以及地应力因数对盖层发生拉伸破坏和剪切破坏的影响。结果表明,在CO_(2)注入初期,注入井附近盖层底部孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化较大,随后趋于平缓;注入井附近的盖层被认为是封存系统最关键的部分,该位置发生力学破坏的风险最大;在CO_(2)注入过程中,注入速率和地应力因数对盖层发生力学破坏的影响最为显著。研究结果可为评估CO_(2)地质封存系统的长期稳定性和安全性提供理论依据。

关键词： 炭黑尾气   氮氧化物(NO_(x))排放   旋流角度   烟气再循环技术   数值模拟  

摘要： 利用Fluent研究了不同燃烧器结构对炭黑尾气燃烧污染物排放的影响规律,并获得了某65 t/h炭黑尾气锅炉的排放特性,发现旋流角度和烟气再循环技术有效提高燃烧稳定性,同时对降低污染物起到较好作用。

关键词： 螺旋盘管   铅铋介质   三维流场   大涡模拟(LES)  

摘要： 在换热器设计中,通过了解铅铋介质在管束中的旋流和涡流等三维流场特性,可以更好地预测和评估换热管设计,确保换热器的安全稳定运行。本研究基于数值模拟对温度为200℃、入口流速为0.5 m/s的铅铋介质在螺旋盘管中的漩涡脱落问题开展研究,以验证后的大涡模拟(LES)方法计算结果为标准,与不同模型进行对比,得到关于此问题的较高计算效率求解模型。结果表明,分离涡模拟(DES)剪切应力传输模型(SST) k-ω与LES模型相比具有较高的计算效率;在研究范围内螺旋盘管至少受漩涡脱落和湍流激振的影响,不同管子之间的脱落漩涡相互影响,导致升阻力频谱出现多峰特征;与直管束不同,螺旋管束下游的流动结构和速度分布都是不对称的,由于螺旋盘管升角的存在,增强了管间间隙的法向速度,且螺旋盘管的盘绕形状使横向速度分布更加不均匀。

关键词： 翼身融合   鸭翼   弦向吹气   气动特性   数值模拟  

摘要： 为更好发挥鸭翼的增升抬头效果,对采用鸭翼上表面弦向吹气技术的翼身融合(blended-wing-body,BWB)布局飞机开展计算分析,给出不同迎角及吹气动量系数下的数值模拟结果,分析了鸭翼弦向吹气对BWB飞机的流动影响机理,研究了吹气动量系数及弦向吹气位置对全机低速气动特性的影响。吹气前后的计算结果表明,通过在鸭翼上表面布置弦向吹气装置,可显著改变鸭翼表面流动形态,扩大鸭翼上表面负压区域,增大负压峰值,从而提高鸭翼升力,降低BWB飞机低速起降的配平和抬头操纵难度,且吹气动量系数越高,增升抬头效果越明显。随着吹气弦向位置向后移动,鸭翼及全机升力系数逐渐增加然后降低,存在一个最佳的弦向吹气位置范围。该技术可直接改善飞机流场,起到增升抬头的作用,对BWB飞机的发展和工程应用具有一定的理论参考价值。

关键词： 高铁隧道   多功能开挖台车   台阶法   机械化施工   参数优化   数值模拟  

摘要： 机械化、智能化是钻爆法隧道施工发展趋势,施工方法、参数与机械配套作业不协调,会制约机械施工效率的提升。依托渝昆高铁大房子隧道工程对采用开挖台车作业的大断面高铁隧道台阶法施工参数进行优化研究。结果表明:提升钻爆法隧道施工机械化水平和效率,除配置性能良好的装备,还应辅以相适应的施工方法和参数;大房子隧道Ⅳ级围岩采用台阶法施工,上台阶高度由6 m增至8 m,长度由1倍洞径延长至40 m,最大程度给足开挖台车、装载机及运渣车作业空间,节省了机械装备频繁进场和退场耗时,施工效率得到大幅提升。Ⅳ级围岩平均月进度达到108.6 m,最快达142 m,Ⅳ级围岩业主计划进度为90 m/月,施工进度最快提高57.8%。

关键词： 集电线路阻尼器   风荷载特性   数值模拟   螺旋线  

摘要： 安装螺旋线防舞阻尼器可以有效抑制集电线路舞动响应,但也会导致其风荷载系数与规范规定值有明显差异。为此,采用数值模拟方法分析了螺旋线防舞阻尼器的螺距、来流风速对风荷载特性的影响。对比不同规范的风荷载系数值与CFD结果可知,螺距≤14 D时,雷诺数对体型系数影响明显;螺距>14D后,螺距及雷诺数增加均使得体型系数明显增加;安装螺旋线阻尼器显著降低了导线脉动力幅值但几乎不影响脉动力峰值频率。机理分析结果表明,防舞器螺旋线引导来流绕过导线表面,对导线背风侧绕流起到了能量输入,从而沿螺旋线形成了稳定的展向压力梯度场。它不仅抑制了沿导线展向的三维流动效应,而且抑制了导线背风面的分离涡振荡,从而显著降低了脉动载荷幅值。

关键词： 不对称综放面   巨厚砾岩   数值模拟   矿压规律  

摘要： 以义马常村煤矿不对称采动MZ21010工作面为工程背景,采用理论分析、FLAC3D数值模拟以及矿压监测等方法,研究了其覆岩结构演化及矿压规律。研究结果表明:高位巨厚砾岩初次断裂步距为592.08 m,说明在此之前工作面矿压主要受低位泥岩运动垮落影响;不对称工作面垮落带呈明显的阶梯形,受二次扰动的区域垮落带高度叠加后高于其他规则综放面;在工作面回采初期,支架工作阻力变化曲线呈M形状,当工作面继续推进时,支架工作阻力变化曲线由M形向单峰形转化,呈现非对称分布;在垂直采动影响区外,工作面的初次来压平均步距为53.15 m,周期来压平均步距为14.84 m,影响区的支架处于持续来压状态,峰值多次达到报警值40 MPa。该研究可为支架的选择和支护方案的优化提供参考。

关键词： 切顶留巷   数值模拟   瓦斯   增强支护   全断面喷浆  

摘要： 山西省A突出矿井采用切顶沿空留巷技术进行开采。通过数值模拟分析可知,应用该技术时会出现大量游离态瓦斯涌入巷道的现象,从而引起下一采面回采过程中瓦斯超限问题。根据瓦斯运移规律,采用中空注浆锚杆进行增强支护,同时对留巷进行全断面喷浆。以上2项措施实施完成后对下一采面回采过程中上隅角、回风巷进行为期120 d的考察。由考察结果可知,采取增强支护措施和全断面喷浆措施后的留巷作为回风巷在采面回采过程中未出现瓦斯超限现象。研究结果及方法对于其他类似矿井瓦斯治理具有一定的指导意义。