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关键词： 钢棒-波纹钢板混凝土短柱   偏压性能   数值模拟   参数分析   偏心距  

摘要： 针对高层与大跨结构的抗震需求,提出了一种新型钢-混凝土组合柱,并对其进行了轴压加载试验,利用有限元软件Abaqus进行数值模拟。在验证模型有效性的前提下,探究了组合柱的偏压性能,并以偏心距、混凝土强度、钢棒强度、波纹钢板厚度为变量研究了材料参数对构件偏压承载力的影响。结果表明,该组合柱可视为钢管约束混凝土柱,波纹钢板只提供约束作用,不承担荷载。偏心距对组合柱的偏压性能影响最为显著,组合柱的偏压承载力随混凝土强度、波纹钢板强度及厚度的增大而增大,随偏心距的增大而减小。

关键词： 气固流化床   两相流   数值模拟   模型降阶   本征正交分解  

摘要： 针对CFD数值模拟气固流化床中两相流动复杂、计算成本高昂的问题,建立了一种基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和代理模型的非反应性气固流化床流体动力学降阶模型,通过POD-RBF方法和POD-Kriging方法分别对流化床的气固两相流动过程进行了预测,将不同气速下的降阶模型解与全阶模型解进行了比较,并探究了气体速度对床层运动的影响。结果表明,在用于生成POD的设计参数范围内,降阶模型与全阶模型结果之间的平均相对误差(mean relative error,MRE)不超过5%,两种方法对设计工况的预测精度均高于非设计工况。对于流化床内压力、固含率、气体速度的分布,POD-RBF方法的预测精度均高于POD-Kriging方法,其中对压力场的预测精度最高,对速度场的预测精度最低。降阶模型在保持较高的重建和预测精度的同时,将计算效率提高了近400倍。

关键词： 溢洪道   混凝土裂缝   化学灌浆   聚氨酯灌浆材料   环氧树脂灌浆材料  

摘要： 某水利枢纽工程对溢洪道设计及施工情况、堰体裂缝渗水情况进行了调查,综合分析得出溢洪道控制段堰体主要渗水来源;针对渗水原因,对堰体结构缝、堰头、边墩与堰面混凝土间施工缝等部位采用相应的灌浆堵水处理措施,经处理后渗水明显减少,取得了良好的治理效果。

关键词： 水泵水轮机   无叶区   数值模拟   压力脉动   声压级  

摘要： 该文根据鲤科鱼C型启动逃逸状态设计了水泵水轮机的仿生叶片,以减少其在水泵工况运行时产生的流动噪声。采用剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型对流场进行非定常计算后,利用FW-H(Fowcs-Williams&Hawkings)方程将各过流部件表面的声源信息输入声学求解器(LMS Virtual Lab)进行声场计算,验证仿生叶片对无叶区压力脉动的抑制效果和噪声的降噪效果。计算结果表明:通过优化水泵水轮机的内部流场,本文发现仿生叶片有效地减少了无叶区的高速区域和水力损失,同时抑制了由动静干涉引起的压力脉动。仿生叶片对主频压力脉动,如叶频和低阶倍频的抑制效果非常显著,压力系数的最大抑制率达到54.17%。在各个监测点处,仿生叶片均具有降噪效果,最大降噪幅度达到16 dB,降噪率为9.04%。

关键词： 离散元   砂砾土颗粒   颗粒重构   接触模型   数值模拟  

摘要： 【目的】明确影响砂砾土堆积角形成的关键因素,分析Johnson-Kendall-Roberts(JKR)表面能、碰撞恢复系数、静摩擦、滚动摩擦系数等因素对砂砾土堆积角的影响,实现对砂砾土堆积角的精确预测。【方法】使用Box-Behnken中心组合设计试验方案,采用Generic EDEM material model database(GEMM)数据库获取仿真试验关键参数;基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型对砂砾土进行堆积角仿真试验;利用MATLAB函数曲线读取堆积形态轮廓线的边界颗粒坐标,拟合堆积斜面轮廓线。【结果】实际最优因素参数组合为砂砾土颗粒间JKR表面能、滚动摩擦系数、静摩擦系数和恢复系数,分别为0.05 J/m^(2)、0.1、0.39、0.45;EDEM仿真试验所得砂砾土堆积角为35.41°,与堆积角测量值(35.11°)误差为0.854%,且颗粒堆积形态无明显差异。【结论】砂砾土颗粒的JKR表面能和滚动摩擦系数是影响堆积角的重要因素。

关键词： 海上稠油   热水化学驱   数值模拟   注采参数优化   正交设计  

摘要： 为了明确海上稠油热水化学驱注入参数,通过LD油田实际地质模型,在历史拟合的基础上,对注入温度、注入量、化学剂浓度及转注时机进行了分析,利用正交实验及响应面法,得到影响采收率的因素和推荐参数,通过对比得到热和化学剂的协同增效作用幅度,结果表明:1)与水驱方案对比,注入热能增产效果明显,最优热水化学驱注入温度为90℃;2)影响热水化学驱采收率的因素排序为化学剂浓度>转注时机>注入温度>注入量;3)注入温度为90℃,化学剂浓度为2000 mg/L,注入1.5 PV条件下,对比水驱、单纯化学驱、热水驱和热水化学驱增油效果,热水化学驱油作用机理中热作用增幅为2.03%,化学剂作用增幅为9.89%,热与化学剂的协同增效为1.97%;4)LD油田东二上区块最优注入组合为注入温度为90℃,化学剂浓度为2000 mg/L,注入量1.5 PV,转注时机为第1年。该研究结果为海上普通稠油热水化学驱技术的推广与应用提供重要指导。

关键词： 青藏高原东南缘   滇东南弧形构造带   红河断裂   三维地质模型   有限差分数值模拟   构造变形  

摘要： 以红河断裂中南段为主体的滇东南弧形构造带作为川滇地块的西南边界和向南南东滑移的前端,现今的运动性质是以挤压为主的逆走滑运动还是以拉张为主的正走滑运动仍存在争议,这与青藏高原东南缘周围复杂的应力-应变模式有着强烈的关联。为进一步研究滇东南弧形构造带的运动学特征及成因,结合野外地质调查及已有研究成果,建立三维地质模型进行有限差分数值模拟,研究结果表明:红河断裂中南段沿线大量地质剖面显示正走滑运动性质,揭示出现今该区域主要受拉张-剪切应力作用的控制;青藏高原东南缘现今的构造变形及地貌演化主要受控于岩石圈物质的东南向移动以及苏门答腊-爪哇俯冲带下发生的弧后拉张、板块回撤2个不同力源的共同作用,同时,下地壳流的存在会显著影响青藏高原东南缘的构造变形尺度,在滇东南弧形构造带中,弧后拉张及板块回撤起着更为显著的控制作用;滇东南弧形构造带早期初始弯曲形态的形成主要归因于岩石圈物质东南向移动的影响及小江断裂左旋走滑的牵引,并在先存构造几何形态的限制和弧后拉张及板块回撤的控制下产生持续形变。研究结果有助于理解滇东南弧形构造带现今的活动特征及成因,并为青藏高原东南缘构造演化研究提供定量化分析的参考和理论依据。

关键词： 数值模拟   残余应力   异质材料钎焊   结构设计  

摘要： 为了提高空间反射镜结构中Al/SiC镜架与SiC主镜体之间的Al/SiC-SiC异质材料连接的可靠性、缓解残余应力、避免裂纹扩展,采用小尺寸接头互锁结构设计并结合ABAQUS有限元模拟软件,对不同结构、数量和载荷方式下接头的弯曲应力分布及应力峰值进行了模拟计算.结果表明,深宽比为1的钝角型坡口式互锁结构接头的模拟弯曲应力峰值最低,为508 MPa,且该接头中无明显应力集中区域,对接头可靠性优化效果最好.通过钎焊试验进一步验证了该结论,钝角型坡口插接的接头显微形貌无明显缺陷,且其抗弯强度高达198 MPa.

关键词： 埋地管道   杂散电流干扰   潮汐干扰   管地电位   数值模拟  

摘要： [目的]潮汐干扰会给管道带来严重的腐蚀风险,明确受潮汐干扰管道分布与管道受潮汐干扰规律对中国油气管道事业至关重要。[方法]采用埋地试片法进行了24 h电位监检测,通过试片的波形变化对潮汐干扰规律进行了分析,并利用傅里叶变换对电位监检测数据进行了频域分析。通过数值模拟计算研究了不同干扰电压、管道距干扰源间距、土壤电阻率等因素对管道受潮汐干扰的影响规律。[结果]中国受潮汐干扰管道主要集中在东部沿海区域,分布于江苏、福建、浙江、辽宁、山东共5个省份,干扰源主要为海洋与大型水体,潮汐干扰区域管道普遍叠加有地铁杂散电流干扰。干扰源对管道产生潮汐干扰影响时的最大间距为55 km,干扰源距管道超过25 km时,管道管地电位波动幅度显著减小。[结论]管道受到潮汐干扰时,管地电位变化曲线与附近大型水体潮汐涨落曲线趋势基本一致,呈“双峰双谷”波动特征,波动周期约为12 h,频率为2.3×10-5 Hz。与海岸线平行的管道受到潮汐干扰时,管道距离干扰源最近处为杂散电流流入时,远离管道两侧末端杂散电流流出;反之,当管道距离干扰源最近处为杂散电流流出时,远离管道两侧末端杂散电流流入。随着管道远离海岸线,管道受潮汐杂散电流强度呈指数下降。研究成果可为潮汐干扰下管道腐蚀风险评估与干扰防护提供理论依据与参考。

关键词： 厚煤层   综放工作面   遗煤自燃   数值模拟   综合防控  

摘要： 针对厚煤层综放工作面开采及收作期间易自燃的问题,以姚桥煤矿7010工作面为研究背景,总结了工作面遗煤易自燃的影响因素,综合现场实测与数值模拟,给出了工作面采空区自燃“三带”分布规律,提出7010工作面收作期间“实时监测预警+严控顶板遗煤+机尾预前注浆+风量合理管控+喷注充填封堵”综合防控技术措施。监测结果表明,CO浓度均在24 ppm以下,未发现C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)等气体,采空区遗煤自燃情况得到有效控制。