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关键词： 输送机   数值模拟   圆环链   刮板输送机   等效应力  

摘要： 为提高刮板输送机运输效率,对刮板输送机运载系统进行结构优化,利用ANSYS数值模拟软件对刮板输送机圆环链受力进行分析,发现在圆环链受拉过程中,最大的应力应变值均出现在链环连接圆环内侧,此时的最大等效应力为400.04 MPa,最大的等效应变为0.00195。通过对圆环链进行拓扑优化,优化后质量由2.841kg下降至2.733kg,等效应力最大值则由400.04 MPa增大至402.92 MPa,等效应变最大值由0.00195降低至0.00193,在拓扑优化的基础上进行响应面优化,优化后最大等效应力和应变分别由拓扑优化后的402.92MPa和0.00193降低至375.68 MPa和0.0018197,分别降低了6.61%和5.70%,优化方案可行。

关键词： 煤尘   煤层注水   钻孔注水参数   数值模拟  

摘要： 针对马兰矿10604工作面回采时产生大量煤尘的问题,通过利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对不同钻孔注水参数如注水压力和注水钻孔直径下的煤层注水效果进行数值模拟并进行分析优化的方法,提出一套适用于工作面的最佳注水技术方案,用来显著降低该工作面的产尘量。相关研究结果表明:随着注水时间的延长,注水效果增强,在30 h左右达到饱和状态;随着钻孔直径的增加,注水效果也在增强,由d=0.05 m时注水有效湿润半径的1.52 m提高至d=0.2 m的2.78 m,但考虑钻孔直径过大会导致塌孔,选择了直径d=0.06 m;随着注水压力增加,注水效果也在增强,由注水压力P=6 MPa时的注水有效湿润半径1.33 m提高至P=12 MPa的2.95 m,结合现场的条件最终选择注水压力P=12.5 MPa。最后经过现场应用后对模拟结果的准确性进行了验证。

关键词： 单壁钢围堰   结构荷载   深水河道   数值模拟  

摘要： 目前针对单壁钢围堰施工过程荷载的取值,通常依靠现行规范中的线性荷载模式确定,无法真实反映受空间水力条件影响的围堰及承台施工受力情况。以清江河大桥单壁钢围堰工程为背景,综合考虑施工过程中围堰结构体系变化,提出了采用流体动力学与有限元相结合的改进荷载模式分析方法。将此方法与常规的基于现行规范荷载的有限元模拟方法进行对比,验证了该方法在复杂水力条件下对施工期单壁钢围堰结构受力安全的有效性。研究表明,在研究范围内,在混凝土受力方面,现有规范计算结果偏于不安全,其结果偏小约20%;而对于钢构件而言,位移结果比较接近,规范计算的环向次肋最大应力偏大约20%;利用大涡模拟(large eddy simulation,LES)湍流模型来模拟复杂河道水流条件,能够更好地反映空间复杂水流力对结构的影响。综上,研究成果有利于保障复杂水力条件下围堰结构施工安全,可为今后同类单壁钢围堰的设计和计算提供参考依据。

关键词： 公共安全   溃堤洪水   漫溢洪水   超标准洪水   洪水演进模拟   洪洼洪泛区  

摘要： 河道溃堤洪水与漫溢洪水是两种典型的洪水灾害,准确模拟这两类洪水的联合演进过程至关重要。为准确获取超标准洪水条件下溃堤洪水和漫溢洪水的联合演进情况,以淮河流域典型洪泛区为研究区域,结合河道形态、下垫面条件、工程调度等情况,综合确定网格大小、空间步长与时间步长等。采用MIKE11构建一维河网模型,采用MIKE21构建洪洼洪泛区二维水动力学模型,采用MIKE FLOOD构建一维、二维耦合模型,分别采用标准连接、侧向连接耦合溃堤洪水与漫溢洪水。采用2003年、2007年典型洪水过程对一维模型的参数进行率定和验证,模拟水位过程与实测水位过程拟合较好,纳什效率系数均大于0.80,水位峰值模拟值与实测值偏差小于5%,构建的模型能够同时模拟溃堤、漫溢洪水演进过程。在100 a一遇、300 a一遇超标准洪水与不同防洪薄弱堤段组合情景条件下,开展典型溃堤、漫溢场景的洪水联合演进过程模拟。模拟结果表明,100 a一遇、300 a一遇超标准洪水淹没范围分别为121.50 km^(2)、149.87 km^(2),平均最大淹没水深分别为2.33 m、2.90 m,洪水演进及淹没情况符合区域地形地物等实际情况。研究成果可为区域洪水预案编制、灾害预警、决策制定、避洪转移等提供依据,也可为同类型研究工作提供借鉴。

关键词： 轴向中空壁管   硬聚氯乙烯   冷却定型   数值模拟  

摘要： 文中对外径500 mm的硬聚氯乙烯(PVC-U)轴向中空壁管的冷却定型过程进行了数值模拟研究与工艺优化。通过建立热传递模型和热力耦合模型研究了冷却方式、冷却时间、冷却温度和真空负压对管道冷却定型工艺的影响,并对冷却定型设备进行了优化设计。结果表明,在冷却水温为25℃、冷却时间为1500 s和真空负压-0.09 MPa的条件下,通过外径定型的真空喷淋式冷却定型工艺进行管道加工最为理想。工艺和设备优化后生产的管道成品内外径尺寸满足要求,弯曲度≤0.2%、不圆度≤0.14%、环刚度为9.47 kN/m^(2),环柔性良好。

关键词： V型球阀   流量特性   计算流体力学   数值模拟  

摘要： 以DN400型V型球阀为研究对象,采用圆弧构造V型切口,以圆弧半径、圆心至球体回转轴的距离为优化变量,通过数值模拟分析不同结构参数下球阀内流动特性和流量特性,对阀芯型线进行了优化设计。结果表明,增加圆弧半径可以有效放大调节阀的增益,使流量特性向理想等百分比靠拢,调节更加灵敏;减小圆心至球体回转轴的距离可以增加工作行程段流量调节的稳定性。优化后的阀芯型线同时具有灵敏的调节精度和稳定的流量调节性能,为V型调节球阀的设计提供了参考。

关键词： 紊流酸洗   带钢运行   内流特性   数值模拟   酸洗槽  

摘要： 酸洗槽是带钢与酸液发生化学反应的场所,槽体为纯密封结构,内部的实际流动过程十分复杂且难以判定。为了加深对带钢酸洗过程的理解,基于加强带钢表面酸液紊流程度强化酸洗效率的思路,采用计算流体动力学的方法模拟了酸洗槽内部的流场,研究了带钢运行速度、流量分配、泵流量对紊流的影响。结果表明:酸洗槽内部的流动以紊流为主,酸液的流动受侧喷影响突出,安山岩和主喷的影响较小;增大带钢运行速度、侧喷流量比例及泵流量可以在酸洗槽内形成强紊流,有利于提高酸洗效率。

关键词： 边坡稳定   有限元法   加固措施  

摘要： 边坡稳定性分析是水利工程重要的研究课题,在水工设计中占据着重要地位。介绍了边坡稳定的影响因素及加固措施,结合埃塞俄比亚马克雷供水工程溢洪道挑坎下游边坡工程,利用PHASE2软件建立二维有限元模型,基于有限元强度折减法对边坡安全系数进行了计算,对比了不同工况、不同加固措施下该边坡的抗滑稳定安全系数,为边坡设计提供依据。

关键词： 蓄滞洪区   管理数字化   新疆生产建设兵团   水闸   整体布局   网络化   网络强国  

摘要： 部直属有关单位,各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局),新疆生产建设兵团水利局:为深入贯彻习近平总书记关于网络强国的重要思想,认真落实《数字中国建设整体布局规划》,全面提升水利工程运行管理数字化、网络化、智能化水平,现就推进水库、水闸、蓄滞洪区等水利工程(以下简称水利工程)运行管理数字李生提出如下意见。

关键词： 边坡稳定   数值模拟   岩质边坡  

摘要： 为研究不同岩质高边坡的稳定性,采用ABAQUS数值模拟中的强度折减法进行不同岩质的边坡稳定性分析,综合考虑不同类型岩体的物理力学参数及开挖对边坡稳定性的影响,并对开挖后的边坡采用加固措施,得到各工况下边坡的稳定性系数,以及边坡位移与变形特征。分析结果表明,强度较高的石灰岩边坡在自然工况下不易形成连续滑动面,且现状道路开挖并不影响其稳定性,而页岩边坡更易产生滑动,针对页岩边坡进行加固后,其稳定性系数提高,验证了该边坡加固方式安全可靠。