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关键词： 重力坝   有限元模型   优化算法   目标函数   应力优化  

摘要： 文中旨在研究复杂地质条件下重力坝设计方案的优化问题,提出了一种基于APDL参数化建模与优化搜索以及以ANSYS作为强大有限元求解器的综合优化分析方法。该方法利用APDL构建重力坝的参数化有限元模型,能够灵活调整坝体尺寸、材料属性及地基处理方案等设计参数。在复杂地质条件(如不同岩层分布、断层、软弱夹层等)下,通过优化算法以最小化坝体应力、提高结构稳定性、降低建造成本等为优化目标。本研究不仅为复杂地质条件下的重力坝设计提供了一种高效、系统的优化方法,也为类似工程问题的解决方案提供了有益参考。

关键词： 数值模拟   鉴江高岭拦河闸   流量数学模型   水力特性  

摘要： 基于数值模拟方法,建立了鉴江高岭拦河闸流量的数学模型,并对其水力特性进行了研究。首先,使用FLUENT软件对鉴江高岭拦河闸进行了三维几何建模,并设置了边界条件和物理参数。然后,采用计算流体力学(CFD)方法,对拦河闸流量进行了数值模拟。通过模拟计算得到了泄流能力、水面高程、压强、流速等水力特性参数。研究结果表明,基于数值模拟的鉴江高岭拦河闸流量数字模型建立及水力特性研究,可以为鉴江高岭拦河闸的设计和优化提供参考,同时为拦河闸的运行和管理提供科学依据。

关键词： 水闸   泵站   联合调度   智能化管理   优化  

摘要： 在全球水资源日益紧张的背景下,加强水利工程运营管理显得格外重要。本文主要针对水闸与泵站联合调度的智能化管理与优化加以探讨,分析了现阶段水闸与泵站联合调度面临的问题,并提出了一系列的智能化管理措施,希望凭借实时的数据监测与分析、构建的智能调度系统、引入的自动化控制技术以及强化的远程监控与故障预警管理,并配合所建立的水务管理信息平台和优化算法进一步提高水利工程管理水平,高效助力水利工程的可持续发展。

关键词： 304不锈钢   激光-电弧复合焊   数值模拟   熔池形貌  

摘要： 为研究304不锈钢在激光-电弧复合焊接过程中熔池内部的变化情况,采用有限元分析软件对304不锈钢进行激光-电弧复合焊流场数值模拟,分析不同焊接参数对焊缝形貌及微观结构的影响机制。结果表明,随着激光功率和焊接电流的增大,焊接热输入总量逐渐增大,焊缝熔池深度增大;激光扫描频率越大,焊接过程中热输入越快,焊缝熔池深度也越大;激光扫描振幅则影响了焊缝熔池的宽度,激光扫描振幅越大,熔池的宽度越大。激光功率、焊接电流、激光扫描振幅、激光频率不仅影响了熔池的宽度和深度,也影响了不锈钢表面熔液的流速和熔池内部温度场和流速场的均匀性,从而影响了焊缝成形和微观结构。此外,在光束搅拌效应下,熔滴以涡流的形式存在于熔池内部,而涡流的方向取决于激光移动的方向,激光向左扫描时形成逆时针涡流,向右扫描时形成顺时针涡流。同时动态匙孔减少了熔池热量积累和熔池的孔隙率。

关键词： 电感耦合   双温度   数值模拟   氩气等离子体  

摘要： 湍流是等离子体在实际工作中的一种常见现象,为了研究湍流模型对等离子体炬内温度空间分布的影响,建立了一个双温度(2T)的热非平衡模型,并将其用于对湍流条件下的电感耦合等离子体(ICP)的数值模拟。通过改变注入反应气和冷却气流量以及输入功率等参数,讨论了不同的工作条件下等离子体的电子温度和重粒子温度的空间分布。研究结果表明:湍流与层流模型的模拟结果有显著的差别,过高的反应气流量会造成灭弧现象,等离子体炬入口处非平衡现象会更加明显;而加大冷却气流量会使整体的等离子体温度快速下降,非平衡区域有向等离子体中心扩张的趋势;加大线圈功率会使等离子体温度快速上升,非平衡区域有所减小,在等离子体炬入口处表现最为明显。该数值模型有助于确定产生所需等离子体的最佳条件。

关键词： 复合气瓶   脱胶缺陷尺寸   传热规律   数值模拟  

摘要： 针对热激励条件下含脱胶缺陷塑料内胆纤维缠绕气瓶的传热问题,采用数值模拟和红外检测试验方法,研究缠绕层中不同尺寸的脱胶缺陷对气瓶传热的影响规律,并通过正交试验方法对脱胶缺陷尺寸参数进行显著性分析。研究结果表明,脱胶缺陷尺寸参数对气瓶外表面最大温差的影响顺序为缺陷长度﹥缺陷深度﹥缺陷自身高度;脱胶缺陷长度的F值为5 521.5,远大于缺陷自身高度的F值9.3和缺陷深度的F值11.9。研究结果可为后续塑料内胆纤维缠绕气瓶脱胶缺陷红外检测的定量研究提供参考。

关键词： 公路隧道   软岩大变形   双层初支   力学特性   数值模拟  

摘要： 为了研究高地应力软岩大变形隧道适宜支护方案,文章以华丽高速公路东马场1号隧道为例,基于FLAC 3D软件开展数值模拟,对比分析了单双层初期支护两种支护方案下的洞周围岩变形与支护结构力学特性。结果表明:采用双层初期支护能有效地降低隧道洞周围岩位移,其中隧道变形较大的拱顶部位沉降量减小了13.67%;双层初期支护的施作让第一层初期支护更好地发挥了承载作用;双层初期支护大幅度减轻了二次衬砌的受力,有效地保障了高地应力偏压软岩大变形隧道的施工与长期运营的安全性;针对高地应力软岩大变形隧道宜采用双层初期支护的支护方案。

关键词： 锂离子电池   波形微通道   电池热管理   数值模拟   正交试验  

摘要： 为了在锂电池安全范围内提升电池组的温度均匀性并减少能耗,基于欠阻尼的二阶系统单位阶跃响应曲线设计了一种新型波型流道,以方形三元锂为电芯的1p12s(1并12串)590模组,在25℃进行2C放电的工况下采用计算流体力学(CFD)数值计算方法进行单因子试验稳态分析,研究流体流速、波形频率、阻尼和区间与液冷板冷却性能及流体压降的关系。通过单因子试验选取合适参数设计正交试验并进行极差和方差分析,根据显著性得到各因子组合,计算综合性能指标得到最优组合。结果表明:最高温度与阻尼和区间正相关,与流速和频率负相关,最大温差与区间呈正相关,与流体流速和频率呈负相关且影响程度均递减,阻尼对其影响表现出先降低后增加,压降与流速和频率呈正相关,与阻尼和区间呈负相关。正交试验分析最佳因子组合是频率为4、阻尼为0.03和区间为1的波形流道,最大温度、最大温差和压降分别为35.368℃、2.125℃和6.121 kPa,相比原始余弦流道分别增加了1.99%、减小42.61%和39.96%。通过调整频率、阻尼和区间参数,显著提高了液冷板的热传递效率和电池组温度均匀性,提高电池组稳定性和寿命的同时降低了能耗。该设计方案为动力电池间接液冷应用于多种工程情况提供了思路。

关键词： 吸气式感烟探测器   结构优化   定量分析   数值模拟  

摘要： 以典型吸气式感烟探测器为研究对象,聚焦于吸气式感烟探测器的性能提升,通过内部结构的精细调整与设计优化,以克服气流紊乱和涡旋对烟雾探测精度的不利影响。为了精确评估结构的改进效果,对仿真模型进行了对比分析。结果显示:风扇在入口和出口时,都会引发气流的涡旋现象;移除过滤海绵区域,则会加剧气流的不稳定性;对上壁面进行圆弧形设计,可显著改善气流状态。同时对其流动均匀性进行分析,利用面积加权和质量加权的均匀度指数,对探测器内部流场的均匀性进行了定量评价。结果表明,通过对内部结构的改进设计和壁面优化,有效解决了探测器内部的气流紊乱和涡旋问题,从而显著提升了探测器的探测效果和工作稳定性。

关键词： 数值模拟   截割头   镐形截齿   抗压强度  

摘要： 针对截割头在截割过程中易发生损坏的问题,利用数值模拟软件对掘进机的截齿头受力及其有效形式进行分析,首先对掘进机截割头截割煤岩过程中温度场进行分析,发现在截割头与岩层接触过程中,在镐形截齿的尖端温度最高,受热最明显。同时对其对不同抗压强度煤岩截割情况进行分析,发现随着介质硬度的增大,此时截割头变形及受力均呈现增大趋势,同时变形最大区域主要集中在截齿与煤岩接触位置,适当增大截齿材料强度,能够有效提升其运行可靠性。