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关键词： 翼型   流动控制   风力机   沙尘环境   磨损   数值模拟  

摘要： 为研究前缘小翼对风力机翼型抗风沙冲蚀性能的影响,采用RANS方程耦合离散项DPM模型开展风力机翼型风沙环境下的数值模拟研究。研究表明适当位置加装前缘小翼能够实现在提升翼型气动性能的同时增强翼型的抗风沙冲蚀磨损能力,在前缘小翼弦长25 mm,与主翼型相对距离为125 mm圆弧范围内安装前缘小翼能获得良好的抗冲蚀磨损效果,但在部分安装位置会出现失速攻角减小的情况。通过对比不同主翼型下前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损性能,研究发现前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损作用更适用于非对称翼型并能使相对厚度较大的翼型磨损量后移。

关键词： 悬浮磁化焙烧炉   四腔室反应器   气固流动   数值模拟  

摘要： 悬浮磁化焙烧技术作为一种高效处理复杂难选铁矿资源的新工艺,具有传热传质效率高、能耗低、自动化程度高等优点。四腔室反应器作为悬浮磁化焙烧炉的核心装置,涉及气固两相流动和矿物转化等复杂的物理化学耦合过程。为了研究四腔室反应器内的气固流动特性,基于欧拉双流体模型进行了数值模拟,并通过改变流化风速、松动风速和给料速率等操作参数,分析了这些参数对四腔室反应器内颗粒流动特性的影响。结果表明,流化风速、松动风速和给料速率作为关键操作参数,直接影响颗粒的流动状态。增加流化风速和松动风速可以增强颗粒流动,减少反应器内的颗粒浓度;而增加给料速率则会导致颗粒浓度增加。数值模拟结果与冷态试验数据基本一致,验证了模型的可靠性。

关键词： 无底柱分段崩落法   切割拉槽   RHT   本构模型   数值模拟   损伤   拉槽爆破  

摘要： 某矿西二采区采用无底柱分段崩落法开采,1 546 m分段楔形切割拉槽存在拉槽高度过大导致爆破效果不佳的问题。针对该问题进行了楔形切割拉槽爆破研究。基于RHT本构模型标定矿岩参数,采用LS-DYNA软件,运用流固耦合算法,确定矿岩损伤阈值为0.4;对比分析不同拉槽宽度方案的爆破成槽效果,结果表明:拉槽高度固定为23 m时,矿岩有效损伤率随着拉槽宽度增加呈单峰曲线变化;最佳拉槽宽度为24 m,此时矿岩有效损伤率达到峰值0.692 5。基于该参数设计拉槽方案,现场试验结果表明,爆破成形空间达标率超过85%,爆堆块度分布合理,安息角约40°。

关键词： 基坑侧壁位移   锚固技术   强度折减法   有限元分析   安全系数  

摘要： 面向深基坑施工时基坑侧壁位移这一风险因素,进行锚杆锚固处治技术的参数研究,采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,根据实际情况对土体、混凝土与钢筋材料赋予弹性与塑性参数,选用台阶开挖法模拟实际情况对基坑土体进行开挖,在开挖步骤中交替进行支护,选用强度折减法计算出土体在各种支护及锚固状态下的安全系数,以此作为基坑安全性的定量评价指标。数值模拟分析结果表明,当锚杆与钢围檩安装在距离开挖土体顶面3.5 m的位置时,安全系数为4.716,相较于无锚固时的安全系数4.435有提升。

关键词： 深埋洞室   断层   围岩变形   数值模拟  

摘要： 深埋地下洞室围岩条件复杂,开挖过程中常遇到不良地质影响,合理的支护方式对洞室开挖过程中的围岩稳定至关重要。文章依托浙江磐安抽水蓄能电站地下洞群项目,利用Midas GTS NX有限差分软件对主厂房洞室建立模型,模拟其开挖支护及穿越断层破碎带的过程,对比在裸洞开挖和不同混凝土衬砌厚度的锚喷支护方案下的围岩变形特征和塑性区分布情况。结果表明:主厂房洞室开挖完成后,位移总体呈向洞内偏移的变形特征,且在穿越断层处位移产生突变;施加锚喷支护可以限制洞室围岩的位移量和塑性区分布,且衬砌厚度越厚,限制效果越好。研究成果为类似工程的支护设计提供了参考。

关键词： 液氢管道   保温结构   导热安全性能   Fluent数值模拟  

摘要： 针对液氢管道输送过程中存在的传热现象和规律不清楚、不明确的问题,应用ANSYS Fluent软件,建立液氢管道导热模拟模型,设置环境温度、保温层厚度以及对流换热系数等条件参数,分别在单一参数和双参数耦合变化时,对液氢管道内温度和传热量等导热性能参数变化进行模拟分析。结果表明,随着环境温度升高,管内传热量增大,由0.63 W增加为0.72 W;随着管道保温层厚度的增加,热损失由5.21 W/m降低到4.93 W/m,其中80 mm厚的保温层更具有实用性和经济性;随着导热系数的增大,传热量由0.46 W升高到0.72 W,导热系数越小,隔热性能越好。双因素耦合时,导热系数一定,保温层厚度比环境温度对管道导热性的影响大;保温层厚度一定,导热系数比环境温度对管道导热性的影响大;环境温度不变,传热量主要因导热系数的变化而变化,相比导热系数,保温层厚度对管道的传热量影响更小。

关键词： 吹塑成型   Polyflow   壁厚控制技术   数值模拟   吹胀比  

摘要： 采用Polyflow分析了吹胀成型过程型坯温度场、速度场与型坯的壁厚变化。在吹塑成型过程中,由于制件结构及制件各处的吹胀比不同,型坯先后接触模具,造成制件的壁厚分布不均匀。分析了型坯温度、吹胀压力及吹胀时间对吹塑制件壁厚质量的影响。采用型坯轴向壁厚控制技术对初始型坯进行优化,以某型号浮体为例,对其吹胀过程进行数值模拟,研究了吹塑工艺参数及初始型坯壁厚对制件壁厚均匀性的影响。结果表明,当温度为180℃、吹胀压力为0.5 MPa、吹胀时间为3 s时,吹塑制件的壁厚质量较好。利用轴向壁厚控制技术合理地设置不均匀壁厚的型坯能改善制件壁厚的均匀性,制件材料节约了6%,质量降低了6.43%。

关键词： 科考船   计算流体力学   光滑粒子流体动力学   砰击载荷   甲板上浪   液体飞溅  

摘要： [目的]为保障科考人员安全和科考设备性能,需开展极端海况下的科考船砰击载荷和液体飞溅特性研究。[方法]以“中山大学”号科考船为例,基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,建立δ-SPH流固耦合动力学模型,进行极端海况下的SPH数值模拟,从而预测船体受到的砰击载荷、甲板上浪及液体飞溅程度,并分析其影响因素和物理机制。[结果]仿真结果表明:波高越大、波长越接近船长时,船体受到的砰击载荷越大,甲板上浪和液体飞溅越明显。[结论]研究成果可为极端海况下操纵与控制科考船、保障科考人员安全及科考设备性能提供参考。

关键词： 横向射流   电弧等离子体   掺混效率   超燃冲压发动机   数值模拟  

摘要： 为提高等离子体促进超声速横向射流掺混的效果,在1.6Ma来流条件下,采用数值仿真方法研究了脉冲电弧等离子体不同位置时,对超燃冲压发动机燃烧室内横向射流流场的影响,从流场结构、燃料穿透深度、燃料最大质量分数衰减程度、掺混效率等方面进行综合分析。结果表明,喷口附近不同位置的等离子体会对超声速流场产生不同影响,但均可在不同程度上提高燃料掺混效率。其中燃料喷口上游的等离子体可以促使燃料在展向上扩散,提升掺混效率约20.96%;横跨于喷口两侧的等离子体可以使燃料喷注形态由无等离子体时的“U”型改变为“水滴”型,掺混效率最大提高96.74%;燃料喷口下游的等离子体使燃料喷注形态由“U”型改变为“V”型,同时使燃料穿透深度提高19.07%,提升掺混效率44.48%。

关键词： 调蓄池   水力自清系统   放空冲洗   冲刷率   数值模拟  

摘要： 基于计算流体动力学(CFD)方法,对调蓄池水力自清系统放空冲洗过程开展了数值模拟研究,分析了闸门开启时长和储水室水位高度变化对放空冲洗水流流动特性及调蓄池底部沉积物冲洗效果的影响规律,并构建了冲刷率与储水高度的非线性回归拟合公式。结果表明:放空冲洗的水流最大平均流速随闸门开启时长增加而减小、随储水高度增加而增大,放空冲洗水流的速度衰减主要发生在廊道前半段,放空冲洗后的廊道沉积物冲刷形态呈U形分布;放空冲洗的冲刷率随闸门开启时长增加而减小,在1.5 m储水高度下,当闸门开启时长由10 s增加至20 s时,冲刷率由46.27%减小为35.23%;放空冲洗的冲刷率随储水高度增加而增大,在闸门开启时长10s下,当储水高度由0.5m增加至2m时,冲刷率由4.83%增大到58.67%。