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关键词： 等离子喷涂   数值模拟   热喷涂层   温度场   残余应力  

摘要： 应用ANSYS有限元分析软件建立了等离子热喷涂单道多层涂层的三维有限元模型,对等离子喷涂NiCrFeMo涂层沉积过程的温度场和应力场进行模拟。结果表明:在喷涂过程中,涂层系统温度随沉积层的增多而升高,喷涂至最外层时温度最高;涂层厚度方向的温度梯度大;涂层颗粒的温度随时间的延长而大幅周期波动,涂层颗粒的应力也随时间而大幅周期波动。涂层与基体结合面处为残余应力集中处,其残余应力为拉应力。

关键词： 选择性激光熔化   残余应力   工艺参数   晶体塑性  

摘要： 金属选择性激光熔化(SLM)过程固有的反复热循环、大温度梯度及非均匀微观组织等因素导致的构件残余应力是SLM构件面临的重要问题之一。针对该问题,采用热传递模型以及耦合温度场、组织场的晶体塑性有限元模型,研究了不同工艺参数对316L不锈钢SLM过程中构件温度场以及晶粒尺度残余应力场的影响。结果表明,SLM过程中,激光光斑经过代表区域时,熔池附近出现应力集中区并逐渐向周围扩展。残余应力平均值沿扫描方向和横向方向分量以拉应力为主,沿构建方向的拉、压应力大小相近。随着激光功率的增大或扫描速度的降低,熔池体积和平均残余应力均增大;双道交叉扫描相比于双道平行扫描,第二道扫描时的熔池体积更大,而平均残余应力更小。

关键词： 人工水道   水交换能力   数值模拟   水体更新时间   MIKE21  

摘要： 为了论证斯里兰卡某别墅项目人工水道水环境质量,比选人工水道平面布置方案,并从水交换能力角度进行了数值模拟研究。基于MIKE21模型软件中水动力和污染物对流扩散模型,模拟了人工水道所在海域的潮流场和污染物浓度场,并使用示踪剂输移扩散法模拟了人工水道的水交换情况,以水体更新时间为指标对人工水道各子区域的水交换能力进行了评估,分析了2个方案的效果。结果表明,人工水道内部流场主要受涨落潮控制,但由于研究海域潮差较小,加上人工水道为半封闭且狭长的水域,人工水道的水流流速从人工水道口门至末端沿程递减,除靠近口门的2个子区域外,其余子区域的水体更新时间均较长、水交换能力较差;通过开挖渠道优化人工水道的平面布置后,所有子区域的水体更新时间明显缩短,水交换能力得到提升。

关键词： 超大断面隧道   扁平率   数值模拟   受力变形分析  

摘要： 本文主要研究了超大断面隧道的扁平率对隧道力学特性的影响。通过对不同形状洞室的力学行为进行概述,研究了圆形洞室和椭圆洞室对隧道力学特性的影响,发现洞室形状的改变会显著影响围岩的应力分布。本文通过ABAQUS软件建立数值模型,分析不同扁平率下超大断面隧道的应力和位移变化,同时对比不同围岩下扁平率对隧道稳定性的影响,为超大断面隧道的设计和施工提供了重要的理论依据和实践指导。

关键词： 一维炉   稳燃   数值模拟   着火距离  

摘要： 本文采用数值计算的方法,对高温空气在一维炉内的煤粉燃烧过程进行了数值计算,分别对高温空气的温度、流量、喷入位置做出改变,通过得到的温度云图、速度云图、密度和压力云图等,得知每一点的状态参数和位置,由着火点和着火距离的定义得知每次工况下,着火点和着火距离的具体数值,将每一工况下的着火点和着火距离用折线图表示,通过对着火点和着火距离的分析对比得知高温空气的温度、流量和喷入位置对煤粉燃烧有何影响,以及煤粉稳燃效果。本文研究结论对火电锅炉的低负荷稳燃具有一定的理论意义。

关键词： 徐溜电灌站   前池   大扩散角   流态   整流措施   数值模拟  

摘要： 【目的】改善徐溜电灌站大扩散角前池内的水流流态,保证水泵机组的安全稳定运行。【方法】基于雷诺时均Naiver-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型对泵站现状方案、挡导墙方案和立柱方案共9个前池方案内的流场分别进行了三维湍流流动数值模拟,分析了挡导墙和立柱2种措施对前池流态的改善效果,并对改善措施结果进行了比较。【结果】在前池内设置挡导墙和立柱均可以改善前池流态,立柱方案z1时的流道出口流速分布均匀度和速度加权平均角度的平均值分别为97.74%和88.42°,略优于挡导墙方案q4,较现状方案xz分别提高1.14%和1.25°;立柱方案z1的流道进口流速分布均匀度和速度加权平均角度的平均值分别为62.86%和65.82°,较现状方案xz分别提高26.4%和36.9°;立柱方案z1前池内旋涡区面积相对于前池面积的占比为5%,小于挡导墙档案q4和现状方案的7%和45%。【结论】采用立柱方案可以有效控制前池水流均匀扩散、减小旋涡影响范围,较挡导墙方案更有利于前池流态改善,徐溜电灌站前池采用立柱方案改造取得了明显效果,研究成果可为同类型工程提供参考。

关键词： 多股流   换热器   结构参数   传热性能   压降性能   数值模拟  

摘要： 为了研究换热管螺旋角度、层间距、管间距等关键结构参数对换热器性能的影响,建立了多股流混合管束高压换热器模型。数值模拟分析了不同结构参数下换热器壳程流体流动、传热和压降性能,分析了其对换热器性能的影响规律,确定了混合管束换热器综合性能较优的结构参数。结果表明:多股流混合管束高压换热器的壳程换热系数随层间距、螺旋角的增大而减小,在一定范围内随管间距的增大而增大;壳程压降随层间距、管间距和螺旋角的增大均减小;总传热量随螺旋角和层间距改变的变化程度不大,随管间距的增大而减小。

关键词： 航空发动机   风扇叶片   SPH-FEM   鸟撞   飞行安全  

摘要： 本文针对航空发动机风扇叶片鸟撞问题的数值模拟方法研究,提出了一种考虑有限单元自适应生成的多分辨率SPH-FEM耦合方法。首先,新方法通过在FEM单元内部插值点处设置一组背景粒子,克服了传统SPH-FEM耦合方法在耦合界面处对模型离散尺度的一致性要求;其次,新方法在传统有限元算法的基础上加入单元自适应生成算法和无反射边界条件,将计算过程中对模型所有单元的求解转变为对关键区域的部分单元进行求解,降低了计算成本。文章应用所建立的新耦合方法开展了多结构鸟体撞击航空发动机风扇叶片的数值模拟研究,分析了撞击的动态响应,揭示了叶片受鸟撞过程的损伤机理,对航空发动机风扇叶片抗鸟撞设计和提高飞行安全性具有重要意义。

关键词： 混凝土与钢筋混凝土结构   锚杆松弛   局压混凝土   疲劳损伤   数值模拟  

摘要： 为了探究风机锚杆松弛程度和基础局压混凝土疲劳损伤的关联,借助ABAQUS软件构建土-风机基础一体化模型,模拟锚杆松弛发展过程,通过静力加载说明混凝土局压分析区,揭示局部混凝土在疲劳荷载作用下的应力分布及变化规律,并采用德国劳埃德船级社建议规范中混凝土疲劳计算方法对局部混凝土进行疲劳寿命评价。结果表明:1)风机基础锚杆松动显著影响了周边混凝土应力分布,特别是背风方向上应力集中较为突出,且随锚杆进一步松动,应力水平相应提高,因此对背风侧混凝土应力状况进行监测可成为评价锚杆松动情况的一种有效手段;2)综合风机基础混凝土疲劳抗压强度及期望疲劳寿命分析得出,当锚杆松动到一定程度后,混凝土压碎失效概率较大,因此应及时对松弛锚杆进行再调整,防止锚杆继续劣化。本文成果可为实际工程安全运行维护提供数据支持。

关键词： 水下爆炸   高速摄像   固支方板   塑性大变形   数值模拟  

摘要： 该文开展了2.5 g TNT、RDX和B炸药在固支方板底部近距离起爆的水下爆炸试验,研究了固支方板在水下爆炸冲击波、气泡脉动、水射流载荷共同作用下的动态响应。试验结果表明:含能较低的TNT炸药使方板呈现整体上凸式永久变形,含能较高的B炸药和RDX炸药会使方板呈现中部上凸、边部下凹式永久变形。为了进一步探讨不同炸药对固支方板的毁伤特性,通过ABAQUS软件对水下爆炸全过程进行数值模拟,数值模拟结果显示:在气泡膨胀的过程中,气泡内部压力逐渐小于大气压力,固支方板在压力差的作用下向下凹陷,接着在气泡脉动和水射流的联合作用下向上凸起,在不同类型炸药产生的气泡作用下方板凸起过程中动态响应的差异是其呈现不同毁伤形态的根本原因。仿真结果还显示,固支方板的最大等效塑性应变发生在固支边界处;增加板厚可有效防止固支方板发生中凸边凹式变形。该文的工作可为水下战斗部设计提供参考。