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关键词： 隧道通风   壁面粗糙   沿程阻力系数   数值模拟  

摘要： 对隧道壁面沿程阻力系数的认识有助于优化隧道施工通风设计,提高通风方案的合理性。主要研究了隧道壁面粗糙因素对沿程阻力系数的影响。根据实际施工尺寸建立了一系列三维模型对该隧道粗糙壁面进行数值模拟,探究了隧道壁面粗糙单元高度、形状、间距等因素对沿程阻力系数的影响程度。结果表明:阻力系数随着粗糙元高度的增加而增加;随着雷诺数的增加,阻力系数减小,且减小趋势趋于稳定;隧道壁面粗糙单元形状对沿程阻力系数影响较大,半球形粗糙单元对应的沿程阻力系数最小;粗糙元之间的距离越大,对阻力系数的影响越小。

关键词： 断层   采场巷道   数值模拟   围岩变形   应力分布  

摘要： 为了了解断层带采场巷道围岩变形与应力分布规律,通过理论推导“断层带采场巷道回采阶段理论力学模型”,结合数值模拟研究了断层附近采场巷道在工作面推进过程中的应力、塑性区分布,以及巷道顶部和两侧围岩变形规律。结果显示:断层带采场巷道围岩变形及应力分布规律与断层位置有关;巷道围岩受采动影响,最大主应力逐渐增大且集中于断层处,塑性区范围扩大至5 m左右,在左肩角发生剪拉破坏;巷道顶板松动影响范围为4 m,距离巷道表面越远,下沉量越小;巷道两帮围岩越接近巷道表面,位移越大;断层上盘围岩在断层影响下,垂直位移增大,水平位移几乎为0。

关键词： 金枪鱼延绳钓   微型温深仪   钓钩深度   数值模拟  

摘要： 掌握延绳钓的钓钩深度对提升目标鱼种渔获率及减少兼捕具有重要意义。基于2016年1—8月在波利尼西亚以西公海的金枪鱼延绳钓调查数据,采用有限元理论构建三维动力学模型,通过显式六级五阶龙格库塔法计算钓钩深度,并利用“有”温度深度记录仪(Temperature-depth recorder,TDR)水中质量的数值模型对“无”TDR水中质量的模拟深度进行校正。将“有”和“无”TDR水中质量的数值模型所得钓钩深度,与TDR海上实测及校正深度进行单因素方差分析。结果表明:1)“有”和“无”TDR水中质量的数值模型计算得到的钓钩深度与TDR海上实测和校正后得到的钓钩深度两两之间无显著性差异(p>0.05),数值模型正确;2)随着海流减弱,TDR对沉降深度的影响逐渐增大;3)流速小于0.16 m·s^(-1)时,TDR对延绳钓较浅组、中间组和最深组钓钩深度的影响分别平均加深1.0、2.3和3.7 m,各组校正因子分别为1.010、1.011和1.016;4)加拿大RBR公司的TDR(2050)能够较好地应用于延绳钓钓钩深度的测量,今后可忽略此TDR对钓钩深度的影响。所建立的延绳钓渔具动力学模型能够模拟在三维海流作用下的钓钩沉降深度,探究TDR水中质量对延绳钓沉降深度的影响,并进行空间形状变化的三维可视化。

关键词： 离心消泡器   多翼叶轮   数值模拟  

摘要： 脱脂是冷轧带钢生产过程中的一道重要工序。脱脂过程中脱脂液的循环会形成大量气泡,这种泡沫的存在会严重影响脱脂工序的运行。离心消泡器作为一种常用的机械消泡设备,其内部气体流场对消泡的实际效果影响重大。通过数值模拟的方式对安装了离心消泡器的罐体内部流场进行分析,并根据不同尺寸的叶轮给出合适的罐体直径以及相对应的轴功率,以期为消泡器的设计提供一定参考。

关键词： 热化学储能   MgCl2水合盐   DTF   水分子吸附  

摘要： MgCl_(2)水合盐被视为最具前景的中低温储热材料之一。研究MgCl_(2)水合盐储热材料微尺度下孔隙内的水分子吸附规律,揭示内在传质机理,对高效热化学储热系统的设计具有重要价值。本文基于DFT方法,研究了水分子在MgCl_(2)晶体表面吸附稳定后的分子几何构型,揭示了其可能的吸附位点。研究结果表明:水分子的吸附破坏了MgCl_(2)表面晶体规则的原子排列,这可能为后续进一步吸附和潮解创造了条件。此外,基于GCMC方法,研究了不同温度下,不同尺寸MgCl_(2)孔隙内水分子的吸附等温曲线和水分子浓度分布,结果表明:温度和孔隙尺寸对MgCl_(2)的吸水性有着明显的影响,当温度大于473 K时,孔隙的大小不再影响其吸水性能。

关键词： 盾构始发   曲线始发   反力架   负环管片   数值模拟  

摘要： 针对盾构机小空间和曲线始发的复杂性,以成都市轨道交通19号线1工区为工程背景,设计了满足小空间盾构曲线始发的非对称反力结构,并对千斤顶撑、负环管片及反力架进行精细化数值建模,分析了盾构机穿越注浆加固段、盾构机竖向姿态调整、盾构机在拆除反力结构前转弯、千斤顶故障导致突变力四种典型不均匀推力工况下的支撑反力结构力学响应。研究结果表明:对于小空间、曲线始发等复杂始发情况,通过合理调整支撑结构,采取针对性的施工措施,在典型曲线始发不均匀受力工况下,非对称反力架支撑结构可以满足顺利始发的要求。

关键词： 特厚煤层   奥灰承压水导升带   水质分析   岩层结构   瞬变电磁法   数值模拟  

摘要： 为研究特厚煤层工作面底板奥灰承压水导升带高度的动态发育规律,以担水沟矿为研究对象,分析了井田内多个地质钻孔探测结果,重点研究煤层底板至奥灰含水层之间的岩层结构与岩性特征,表明底板“软硬软”交替的地层结构是导升带不发育的重要物质基础。随后,对9204工作面多个探测钻孔的水样进行水质分析,结果显示,工作面底板涌水量较小,且水质与奥灰水存在显著差异,表明奥灰导升高度较低。结合工作面底板的瞬变电磁法探测结果,证实奥灰含水层的主要富水区域集中于奥灰层内,整体未发育至煤层底板,仅局部区域导升约6.0 m。综合探测结果表明,该工作面底板奥灰承压水导升带基本未发育,其发育高度难以穿透上覆的厚层铝土泥岩。以9204工作面为典型事例,通过数值模拟进一步研究采矿过程中奥灰导升带高度的变化特征。结果表明,奥灰导升带的发育可分为3个阶段:原始阶段(4.5 m)、采动影响阶段(4.5~8.0 m)和稳定赋存阶段(6.0 m);在采动影响阶段,超前支承压力是承压水导升的主要驱动力。该探测方法为煤矿奥灰导升带发育特征的判定提供了重要的参考和实用价值。

关键词： 长距离供水工程   多泵站   启泵水锤   数值模拟  

摘要： 启泵时产生的正向水锤是影响长距离供水工程安全的重要因素,对于多泵站的供水工程,启泵时产生的突然升压会对其他泵站造成影响,防护不当可能发生严重事故。基于有压瞬变流基本理论,构建了不同启泵工况下的水力仿真模型,结合实际工程现有的水锤防护措施采用特征线法对长距离输水管道启泵过程中的水锤现象进行模拟研究。各泵站机组采取间隔时间30 s相继启动的启泵方式,泵后阀门采取30 s由0~1开度的一段式开启方式,在不同的机组流量、水泵扬程和管道布置条件3种工况下分别进行启泵模拟计算,结果表明3种工况下启泵水锤压力均可满足设计防护标准。

关键词： 挂载   巡飞弹   投放装置   数值模拟   强度校核   试验评估  

摘要： 巡飞弹投放装置用于巡飞弹在无人机上的挂载和投放,是确保可靠挂载和安全分离的关键,并对巡飞弹离开载机后的姿态有较大影响。为提升挂载、投放过程的稳定性,设计了一种自由释放的巡飞弹投放装置。首先基于数值模拟研究了弹机分离过程中的气动力影响,得出可忽略气动干扰的安全距离为0.5 m,由此确定了结构方案的关键参数;设计了以机翼锁定环为核心的机械投放装置,实现了投放装置与电控系统的相对独立,提高了系统的可靠性与易用性,并完成了关键受力组件的力学校核;进行了巡飞弹挂载、投放地面与飞行试验,结果表明,设计的巡飞弹投放装置可实现巡飞弹在无人机上的可靠挂载和安全投放,并为后续巡飞弹进入自主巡飞模式提供了良好的初始条件。

关键词： 大规格铸锭   液-固复合   冶金结合   数值模拟  

摘要： 本文采用数值模拟方法研究了一种基于液-固复合铸造工艺生产大规格钢锭的技术,具体方式为预先在铸型中放置制备好的钢锭,再浇注金属液,使金属液包覆在钢锭表面,最终得到要求尺寸的产品。本文建立了包括铸型、锭芯、包覆层在内的的大规格钢锭充型凝固模拟的三维有限元数学模型。模拟结果表明:相较于传统大型钢锭铸造方式,液-固复合生产工艺在改善钢锭内部缺陷方面表现出显著优势。在本研究中针对400t钢锭,经热平衡计算,通过在铸型内预置直径1200mm、高度4100mm成分一致的锭芯,保持预热温度为800℃、浇注温度为1560℃时可以有效控制大型钢锭温度分布和凝固顺序,从而减少缺陷的生成。