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关键词： 等离子体射流   渐扩边界   液体工质   Kelvin-Helmholtz不稳定性   Taylor空腔  

摘要： 等离子体射流在液体工质中扩展时存在影响燃烧过程稳定的正反馈机制,限制了其进一步实际应用化。为探寻等离子体射流在整装式液体工质中的扩展特性,建立等离子体射流与液体工质相互作用的二维轴对称非稳态数学物理模型,并进行模型验证。设计4级渐扩型充液室结构,开展等离子体射流在液体药LP1846模拟工质中扩展特性的数值分析,获得等离子体射流场中压力、速度和温度等特性参数的时空分布规律。研究结果表明:4级渐扩充液室结构可以利用阶梯的诱导作用,增强等离子体射流在充液室径向扩展能力和等离子体射流头部高压高温区径向影响范围,从而控制等离子体射流轴向扩展速度和脉动性;黏度、密度大的液体药LP1846模拟工质,结合渐扩充液室结构可以减缓等离子体射流的轴向扩展速度,可以有效抑制Kelvin-Helmholtz不稳定性和Taylor不稳定性,有利于增强等离子体射流扩展的稳定性;近喷口处由于膨胀-压缩波交替产生导致近场压力、温度存在波动性。

关键词： 巨厚煤层   裂隙扩展   两带”高度   相似模拟   数值模拟  

摘要： 为探索深埋巨厚煤层地质条件下覆岩裂隙发育及“两带”发育特征,以准东二矿为工程背景,采用数值模拟和物理相似模拟相结合的研究方法,揭示巨厚煤层综放工作面覆岩裂隙演化规律及扩展机理,并以此为依据确定“两带”的发育高度。结果表明,覆岩裂隙场呈梯形分布,垮落带内裂隙相互贯通、交叉形成复杂裂隙网络,裂隙带内侧以竖向裂隙为主;局部拉应力集中导致接触断裂萌生微裂隙,随着工作面推进距离增加,微裂隙逐渐扩展并相互贯通。相似模拟结果表明,覆岩裂隙发育呈现随开采空间增大逐渐向高层位发育趋势,在走向方向裂隙呈现“萌生-张开-增大-减小-闭合”的演变过程;相似模拟和数值模拟得到垮落带最大高度分别为92 m和96 m,裂隙带均发育至地表,两种研究方法所得“两带”发育规律基本一致。

关键词： 地铁   隧道   盾构   多元回归分析   数值模拟   沉降  

摘要： 基于数值模拟和多元回归,研究盾构隧道施工引起的地表筏板基础沉降。考虑开挖直径、隧道埋深、基础-隧道间距、基础顶板压力及土层弹性模量等因素,建立回归模型并以南昌地铁4号线为例进行验证。结果显示,筏板沉降随间距、埋深及土层模量增大而降低,随开挖直径和顶板压力增大而增大;当间距为23m时,沉降比直接下穿减少83.5%,开挖直径6.5m时沉降约5.75mm,埋深由15m增至21m时沉降降低38.4%,土层模量降低至0.5E时沉降激增73%,提升至1.5E时降低28%。

关键词： 邻近雷击   脉冲高压   电磁场   数值模拟   注入方式  

摘要： 邻近雷击电磁场产生的间接效应会对电子电气设备的安全运行产生巨大威胁。实验室条件下,通常将Marx发生器产生的脉冲高压注入场照射器,模拟邻近雷击脉冲电场环境。针对雷电高压脉冲注入方式对场照射器电场分布的影响问题,开展仿真分析和实验测试。建立邻近雷击脉冲电场模拟装置模型,获取了场照射器空间中电磁场的分布情况,并与实测结果进行对比,验证了仿真的有效性。基于所建模型,设置4种不同的引线注入方式,对比场照射器空间中电磁场及其导线的耦合电流情况,结合仿真结果给出了高压脉冲注入方式优化方案。研究结果为邻近雷击脉冲电场效应的准确可靠评估提供了可行方法,对电子电气设备的邻近雷击防护设计具有重要意义。

关键词： 制动钳   金属型重力铸造   数值模拟   工艺优化  

摘要： 利用CATIA软件对汽车制动钳铸件进行了三维建模,然后设计其铸造工艺方案,再利用MAGMA软件进行工艺方案优化,分析了铸件的充型、凝固过程中的温度场及缩松缩孔缺陷的位置分布、大小。在此基础上,通过调整工艺参数、添加冷却等措施进行优化设计。结果表明,优化后的制动钳铸件无缩松缩孔缺陷,提高了铸件的产品质量。通过生产试制验证了此优化工艺的可行性。

关键词： 立式吸附塔   气体分布器   计算流体力学   数值模拟  

摘要： 立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要,但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战,因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD),对各种气体分布器进行评估,并比较了无分布器、圆锥形分布器(Ⅰ型气体分布器)、圆台形分布器(Ⅱ型气体分布器)及筛板加挡板的组合型气体分布器(Ⅲ型气体分布器)的性能;根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明,单一筛板的不均匀气流集中在塔中心;Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性,但效果仍不理想;Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高;在挡板直径(d)为100 mm、筛板与挡板的距离(h)为150 mm时,气流分布最均匀,对二氧化碳的吸附效果好。

关键词： 胶拼连续梁   数值模拟   吊杆力   胶结缝应力  

摘要： 为提升铁路胶拼连续梁的施工质量,从拼装施工时的吊杆力入手,以某胶拼连续梁为研究对象,借助数值模拟手段探讨了不同吊杆力作用时结构的线形和应力变化。从结果看,综合桥梁结构的拼装线形、施工应力和成桥受力情况,建议将吊杆力精度控制在1%,借助压力环“称重”后拼装的控制方案可有效实现吊杆力的精度控制。

关键词： 正反转构造   离散元   滑脱层   构造变形   德阳—安岳裂陷  

摘要： 正反转构造在中国乃至世界范围内的多个盆地中普遍存在。开展正反转构造变形模拟,可以深化主控因素认识,识别断层反转程度,助力油气勘探开发工作。文章采用离散元数值模拟的方法研究了滑脱层的有无、滑脱层的厚度、滑脱层的强度以及滑脱层的纵向深度等因素对含先存裂陷的褶皱冲断带变形特征与变形机制的影响,观察模拟结果中先存裂陷边界断层的反转时间及最终反转程度。实验表明:先存裂陷上部存在区域广覆性滑脱层,褶皱冲断带将随着挤压的进行由前展式逆冲叠瓦构造进一步转化为更具有流变性的揉皱构造,滑脱层之上地层沿着滑脱层远距离滑脱。区域广覆性滑脱层对下伏先存裂陷边界断层的反转有很强的抑制作用。当区域广覆性滑脱层厚度越大、能干性越弱、纵向深度越深时,对下伏先存裂陷边界断层的抑制作用越强,边界断层发生反转的时间更晚,最终的反转程度越小甚至不发生反转。四川盆地下三叠统嘉陵江—雷口坡组的膏岩层对下伏先存断层活化有很强的抑制作用,下伏德阳—安岳裂陷的边界断层在后期喜山运动时未发生明显的活化反转作用,具备了良好的油气保存条件。

关键词： 狭缝涂布   液膜厚度   成膜稳定性   CFD数值模拟  

摘要： 狭缝涂布过程形成液膜的厚度分布及稳定性会影响固化后涂层的形态和结构,进而影响产品性能。因为多操作参数耦合影响膜厚分布及稳定性的机理尚不明确,所以有必要对流体流动形态进行研究。通过CFD数值模拟狭缝涂布成膜过程,分析了入口速度、基材移动速度以及流体参数对液膜厚度、均匀性及稳定性的影响,并且使用无量纲法分析了各因素的交互作用。模拟结果表明:基材移动速度和入口速度为液膜厚度及其均匀性的主要影响因素;狭缝涂布成膜在一定的工艺参数范围内,能够确保获得稳定均匀的涂层。研究结果可为涂布工艺参数的优化提供理论参考。

关键词： Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu合金   热裂倾向   数值模拟   有效应力  

摘要： 采用数值模拟与实验结合的方法,研究Ni含量对Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-xNi(x=0%,0.1%,0.3%,0.5%,质量分数,下同)合金热裂倾向的影响。用ProCAST软件对合金的热裂倾向进行模拟,并结合OM,SEM,XRD,室温拉伸,析出相,应力场,热裂指数(hot tearing indicator,HTI),有效应力等分析表征方法系统地研究Al-Zn-Mg-Cu系合金的热裂行为和力学性能。结果表明:当Ni含量小于0.5%时,HTI值随Ni含量的增加先增加后降低,当Ni含量为0.5%时,HTI值最低;约束棒下端的有效应力随Ni含量的增加也呈先增加后降低的变化趋势,当Ni含量为0.5%时,有效应力最低。与未添加Ni的合金相比,添加0.5%Ni的合金热裂敏感性明显降低,力学性能大幅度提升,抗拉强度提高了54.79%,屈服强度提高了48.49%,拉伸应变提高了461%。数值模拟结果与实验结果具有很好的一致性。