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关键词： 泵站进水池   CFD模拟   流态分析   数值模拟  

摘要： 泵站运行可能会产生较大振动,往往需要应用CFD数值模拟技术对新建泵站的进出水池进行水力性能分析。针对新建滨涌泵站,结合地质地形情况,提出堤身式泵房斜向布置的方案。建立CFD潜水贯流泵装置三维实体模型进行数值模型研究进出水流道,泵站入流的河道数值模型和泵站进出水系统的模拟模型。结果显示整体水流流态稳定。排灌渠与泵站入口前池存在一定的角度偏差,但泵装置进口可以获得均匀的入流条件。泵站出水流道内出现明显的旋涡、偏流等不良流动现象。而泵站出水池出口流动相对平稳,出水池两侧流速分布不均。

关键词： 流致振动   压电能量收集   剪切模式   数值模拟  

摘要： 为了解决水下传感器的持续供能问题,设计了一种基于流致振动的嵌套圆管压电俘能结构。通过流-固-电耦合模型的建立及数值模拟,研究了压电材料工作模式、形状、支撑体结构、流速以及阻流体与俘能结构中心间距对振动和压电性能的影响。结果表明,该结构在横流和顺流方向均可产生振动,其中剪切模式(d15)下,压电材料的开路电压最高。两个俘能结构在顺流方向串列时压电性能最佳。当流速为1.1 m/s,中心距为俘能结构圆管直径的3倍时,上下游俘能结构最大电压分别为48.22和52.47 V,分别是单俘能结构输出电压的4.05和4.41倍。水循环实验验证了该压电俘能结构将振动能转化为电能的有效性。

关键词： 数值模拟   围岩变形   支护优化   降本增效  

摘要： 为了解决回风大巷围岩变形量大的问题,利用数值模拟软件对原支护方案下的巷道变形情况进行分析,得出原支护方案下巷道两帮移近量最大值为397 mm,巷道顶底帮的最大变形量分别为0.326 m和0.185 m,确定对巷道顶板支护进行优化,在原有支护方案的基础上进行顶板锚索补强支护,经过补强支护后巷道顶底板及两帮的移近量分别为241、158 mm,巷道变形量控制在了容许范围内,为企业降本增效提供一定的参考。

关键词： 带肋直通道   数值模拟方法   流动与传热性能  

摘要： 采用RANS方法对带肋直通道进行数值模拟计算,分析多种几何参数(肋高、宽高比、肋错列距离)分别对带肋直通道流动和传热特性的影响。结果表明,当肋倾角为60°时,强化换热系数随着肋高的增加整体呈现上升趋势,随着宽高比的增加,综合热效率呈现先增加后下降的趋势,随着肋错列距离的增加,综合热效率呈现逐渐上升的规律,肋错列距离为15 mm时的综合换热性能最优,总体上来看,三种模型的换热效果差别不大。

关键词： 复杂地质   软弱夹土层   预应力管桩   有限元软件   数值模拟  

摘要： 预制化预应力混凝土管桩因其具有施工效率高、成桩质量可靠、耐久性好、承载力强和工程造价低等优点,在工业和民用建筑、公路、铁路等工程得到了广泛的应用。但是现有研究对其在各种复杂地质情况下施工的研究还不充分。因此,基于河南省某产业园实际工程,运用有限元软件ABAQUS构建土体(欧拉体)-桩基(实体)三维数值模型,与实际监测数据相对比,分析了不同桩距及数量的预应力混凝土管桩施工过程对不同地质工况的影响。研究表明:当软弱夹土层所处深度较浅且距离接近时,它们的应力-时间曲线也较为接近,当桩插入某一软弱夹土层时,该软弱夹土层的应力发生突变;当软弱夹土层达到一定深度时,土体自重产生的压力与桩对软弱土层的挤压力均对软弱土层产生有较大影响;软弱夹土层应力在预应力管桩沉桩过程中随着桩距的增加而减小。该结论可为预应力混凝土管桩在具有软弱夹层等复杂场地下的施工关键技术提供重要的理论依据,对于保障工程质量和施工安全具有重要意义。

关键词： 基坑施工   位移变形   应力重分布   数值模拟  

摘要： 随着城市化的推进,城市深基坑施工与临近建、构筑物安全性的矛盾日益显著。本文基于土力学相关理论,采用有限元软件模拟城市深基坑“逐挖逐支”的施工工艺,探究了临近建、构筑物在基坑分层施工下的动态变形演化规律。通过分析得到,临近建、构筑物的位移变形与距基坑距离有关,符合近大远小规律;因存在连接通道,隧道衬砌的位移变形在连接通道处达到最大,同时符合应力集中规律;桩基的位移变形区段随基坑开挖变深而下移,临近建、构筑物的位移变形均随开挖深度变化而逐渐增大。本探究成果与实际较符,可为基坑施工时对临近建、构筑物的安全性评估提供理论参考。

关键词： 连续加料   废钢预热   侧抽风   电弧炉   数值模拟  

摘要： 为提升水平连续加料电弧炉废钢预热温度,以ANSYS仿真模拟为研究手段,开发了水平连续加料电弧炉废钢预热模型,利用该模型探明了水平连续加料电弧炉在废钢预热过程中高温烟气与废钢间的传热行为。研究表明:随着废钢孔隙度增大、废钢当量直径减小、入口烟气温度,以及侧抽负压增大,入炉废钢平均预热温度均升高。不同因素对废钢预热温度的影响强度大小为:侧抽负压>当量直径>孔隙度>烟气温度。其中,侧抽负压对废钢预热温度有极其显著性影响,烟气温度对废钢预热温度无显著性影响。在此基础上,提出了一种梯级负压侧抽风废钢预热方法,并通过数值模拟将其与现有水平连续加料工艺进行了效果比对,比对结果表明:采用梯级负压侧抽风后,入炉废钢平均预热温度提升约13%,可降低电弧炉电耗约12 kW·h·t^(-1)。

关键词： 相向射流   壁面射流   射流分区   射流扩展  

摘要： 为了揭示相向对撞壁面射流中径向和垂向射流特性,采用RNG k-ε模型对相向对撞壁面射流进行三维精细模拟,分析相向对撞射流产生的径向射流、垂向射流的分区结构和扩展率,探讨初始雷诺数和喷嘴间距对射流扩展率的影响。结果表明,径向射流和垂向射流分区结构类似,但流场中形成的径向和垂向漩涡影响范围不同。射流初始雷诺数对径向射流扩展率影响不明显,喷嘴间距对径向和垂向射流的扩展率影响明显,且喷嘴间距越大,径向射流和垂向射流的扩展率越大。此外,喷嘴间距对射流发育过程有一定影响,喷嘴间距越小,射流到达最大速度点所需时间越短、射流发育过程越快。

关键词： 船闸   数值模拟   闸室   消能工   通航水流条件  

摘要： 针对木京34 m宽船闸原方案下闸室泊稳条件较差的问题,采用数值模拟的方法,进行船闸输水系统灌水的数学模型试验,研究闸室不同消能工布置形式下的水流条件和停泊条件,揭示此类输水系统闸室输水特性。结果表明,在整个输水过程内,相较于采用1道消力槛消能工形式布置的原方案,采用“明沟+消力槛”的优化方案能够使闸室内水流流速更缓、水体表面紊动强度更弱、水面最大纵比降也更小,闸室泊稳条件得以改善。

关键词： 地铁车站   装配式柱端节点   抗震性能   动力响应   数值模拟  

摘要： 研究目的:为提高装配式地铁车站的中柱变形能力和施工效率,提出一种榫式预制柱端连接。本文采用ABAQUS有限元软件分析预制柱端连接的破坏模式、受力机理和抗震性能,并对比采用榫式预制柱端连接的装配式地铁车站和现浇地铁车站在地震作用下的动力响应差别。研究结论:(1)榫式-螺栓柱端节点具有较好的承载力、变形能力和耗能能力,具有较好的抗震性能;(2)与现浇地铁车站相比,采用榫式-螺栓柱端节点的装配式地铁车站结构层间位移角略有增加,但中柱和顶底板与侧墙连接处的受拉损伤较小;(3)榫式-螺栓连接设计通过释放部分柱底约束,有效提升了中柱的安全性,增强了结构的抗倒塌能力;(4)本研究成果对干式预制柱端连接在地铁车站的应用和推广具有参考价值。