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关键词： 土石坝溃决   FLOW-3D   漫溢流水力   水动力参数   几何参数  

摘要： 堤防溃决作为水利工程领域的重大安全隐患,其影响深远且复杂。文章选取广东省典型土石坝作为研究对象,运用FLOW-3D软件构建土坝溃决动力学模型,结合堤防材料的物理特性和水流冲刷作用,对不同沉积物直径和入流率条件下的堤防溃决过程进行模拟。重点分析溃堤过程中的水动力参数(如决口流量过程线、峰值流量、溃决时间)和几何参数(如决口深度、决口顶部宽度),并探讨流速大小和决口宽度的变化规律。研究结果显示,堤防溃决过程受沉积物直径和入流率的显著影响。在特定条件下,增加沉积物直径或入流率会导致决口流量增大、峰值流量提前出现以及溃决时间缩短。同时,决口深度和顶部宽度也随沉积物直径和入流率的变化而呈现规律性变化。

关键词： 巷道围岩   稳定性   Phase2   数值模拟   巷道支护  

摘要： 本文以贵州某煤矿地质资料和巷道工程条件为例,对巷道围岩稳定性进行评价,运用Phase2有限元软件建立巷道开挖和支护设计数值模型,获得巷道围岩开挖后的应力场、位移场和塑性区等分布云图,通过对比,分析巷道围岩在支护前后的位移场和塑性区分布规律,理论上验算巷道支护效果,为矿山巷道支护设计与加固提供参考。

关键词： 预应力锚索   高陡边坡   软弱夹层   锚固机制   数值模拟  

摘要： 高陡岩质边坡对公路建设运营潜在危害严重,以室内含软弱夹层锚固高陡岩质边坡模型试验为基础,建立岩质边坡数值计算模型,对边坡水平位移及内部应力应变响应特征进行了研究。结果表明:附加荷载作用下,坡体沉降由线性增长演变为急剧增大。软弱夹层对后方岩体能起到一定的被动防护作用,但对边坡整体稳定性不利,预应力锚索框架梁对含软弱夹层高陡边坡的加固效果显著,位移峰值前后差距56.87%。锚索轴力分布形态近似呈“Z”字型,自轴向长度范围内不断衰减,最大衰减范围达56.87%。实际工程应根据软弱夹层位置适当考虑缩小锚固间距范围和增大预应力幅值来有效防护坡体结构。

关键词： 寒潮   碾压混凝土拱坝   三河口   温度应力   影响研究  

摘要： 为研究寒潮条件对三河口碾压混凝土拱坝温度应力的影响,基于实测数据反演分析所得热力学参数,采用有限单元法进行坝体在寒潮条件下的应力仿真计算。结果表明:当遭遇1 d降温5℃寒潮时,坝体最大拉应力由2.56 MPa大幅增加到3.74 MPa,拉应力值远超混凝土允许抗拉强度;典型坝段压应力无明显变化,拉应力最大值由1.64 MPa增加到3.41 MPa。通过分析5种不同寒潮历时和降幅对于拱坝应力分布的影响,降温幅度越高、寒潮历时越长,温度应力的最大值越大。

关键词： 混凝土   施工期   自动化   温度监测  

摘要： 乌东德大坝工程采用智能通水系统,每个浇筑仓埋设2~4支数字式温度计,监测电缆及通水管道均引至坝后栈桥智能通水温控系统,无坝后栈桥仓位采用仓面无线测温设备,由无线温度采集仪、中继器、无线温度接收仪、采集工控机组成。系统提供温控仓温控各阶段个性化温控标准设置功能,支持根据不同的部位、季节、温控措施等指定不同的控制标准,包括最高温度标准、各阶段目标温度值、温升降速率等。系统实现混凝土温控阶段转换的流程并确定转换后的温控措施,主要根据采集的温度数据、混凝土的龄期等信息,实现水温、压力与流量的智能控制。实现了大体积混凝土温度控制工作的“自动监测、少人维护、异常报警、自动控制”。

关键词： 数据中心   冷通道封闭   数值模拟   烟气蔓延   FDS  

摘要： 冷通道封闭系统凭借其降温效率与成本方面的优势,越来越多地被应用于新型数据中心建设之中。由于封闭通道通风受限,一旦发生火灾,热烟气难以及时排出,会严重威胁数据中心设备及人员的安全,但目前数据中心常用线缆的火灾危险性缺乏实验数据和理论依据。利用Pyrosim软件构建冷封闭通道数据中心机房全尺寸物理模型,基于火灾动力学模拟器(fire dynamics simulator,FDS)数值模拟软件建立全尺寸火灾模型,模拟分析不同火源位置对烟气蔓延、能见度以及温度等火灾参数变化规律的影响。结果表明:当活动地板下方发生火灾,即最大热释放速率达到2000 kW时,烟气在机房空调风流与活动地板的影响下会比机柜起火更快充满整个机房,安全出口测点处能见度低于10 m的时间比机柜内侧着火早60 s;同时受空调风流与穿孔瓷砖影响,机柜内侧温度快速达到临界值,火灾危险性更大。研究成果可为冷通道封闭数据中心消防系统设计提供理论支撑。

关键词： 隧道工程   温度场   数值模拟   活塞风   处置措施  

摘要： 【目标】活塞风是影响寒区既有隧道温度场分布的重要因素,故需对活塞风不同风速时的隧道温度场分布规律及保温设计不足问题展开研究。【方法】以G212国道某隧道为依托,首先采用现场监测的方法初步得到隧道内、外温度变化规律;其次基于温度场理论及有限元法对隧道进深及关键部位的温度分布情况进行分析;而后建立活塞风、隧道进深及温度的三维曲面拟合计算式,并对有无保温措施两种情况下的温度分布情况进行比较,以验证保温层+套衬+衬砌+仰拱改造综合保温处置措施的有效性。【结果】隧道纵向温度分布总体呈抛物线型,进口段、出口段及各断面温度分布呈三角函数型,隧道各断面温度分布总体呈现拱脚<拱腰<拱顶<仰拱底<边墙底的规律;隧道拱脚位置温度在活塞风作用下随冻深及隧道进深呈指数型分布;洞口段隧道整体温度变化幅度较大,随着隧道进深的增加整体温度变化幅度逐渐减小,洞内温度随风速的降低整体呈线性下降趋势;数值模拟结果表明,即使在最不利条件下,采用保温层+套衬+衬砌+仰拱改造综合处置措施效果较好,隧道各关键部位均为正温。【结论】研究结果对隧道结构和行车安全具有重要意义,可为长期服役的寒区既有隧道冻害防治提供参考。

关键词： 城市洪涝   水动力学模型耦合   数值模拟   三维场景构建   城市洪涝灾害评估  

摘要： 为了更好地评估城市内涝洪水灾害,探讨了基于水动力学模型的城市内涝洪水模拟方法及基于GIS技术的三维场景构建技术。通过将SWMM与OpenFOAM耦合,提出了一种城市洪涝数值模拟模型,用于定量模拟洪水过程,获得了城市内涝洪水在不同时间点的流速、水深和流量网格数据。在城市地形和建筑实景模型方面,提出了一种三维洪水场景构建方法,弥补了传统二维场景模型仅具有单一水平面高程信息的不足。以随州市张家坂桥渠排水区为研究区,分析了不同重现期暴雨情况下的城市洪涝模拟效果。结果表明,经过实测降雨验证,模型在研究区域内表现出较高的精度;同时,三维洪水场景能够准确反映城市洪涝过程的状态,可为评估城市内涝洪水灾害及城市防洪排涝能力建设提供技术支持。

关键词： 高分子聚合物   二维突扩   层流流动   数值模拟  

摘要： 高聚物溶液对管道输运系统具有减阻增输作用。文章采用非线性FENE-P黏弹性模型描述高聚物溶液的黏弹性,选用不同突扩比管道,模拟并对比研究纯水工况和高聚物溶液工况的二维平面突扩中的层流流动特性,分析高聚物溶液减阻效果。结果表明:速度在突扩面处增加显著,且在对称流动阶段速度分布曲线与突扩比无关,当雷诺数Re增至20后,速度分布只与雷诺数有关;在对称流动阶段,压力沿轴向对称分布;而在不对称流动阶段,突扩面后上方的小回流区域出现低压区,壁面处小回流区和大回流区末端均出现高压区;高聚物溶液的分子拉伸长度和黏度比的影响为单调的,而魏森伯格数Wi有临界点。

关键词： 运输安全   罐车罐体   晃动冲击   数值模拟   实验验证  

摘要： 为了保障罐车的运输安全,针对罐车在制动过程中罐内液体的冲击特性进行了研究。采用标准的κ-ε模型对罐车罐体内液体的晃动冲击过程进行了数值模拟。分析显示,填充率、填充介质、外界激励对罐内液体晃动的影响最为显著。对上述3种主要影响因素分别进行了数值模拟,结果表明:随着填充率的增加,液体晃动产生的冲击力随之减小;随着填充介质的密度的增大,晃动冲击力也随之增大,而填充介质的粘度对晃动冲击力的影响可以忽略不计;随着外界激励的增大,液体晃动激烈,晃动冲击达到峰值的时间随之提前,晃动冲击力也随之增大。最后通过缩比实验验证了仿真模型的有效性。该研究对于保证危化品罐车的安全运行具有重要的参考价值。