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关键词： 高层建筑   竖向不规则框架-剪力墙   数值模拟   抗震性能  

摘要： 为了优化竖向不规则高层框架-剪力墙结构设计方案,文中利用数值模拟分析了地震作用下竖向不规则高层框架-剪力墙结构的应力及应变响应、楼层位移以及层间位移角。结果表明,兰州波作用下结构的地震响应小于EL Centro波的结构响应,开裂情况不明显;人工波作用下结构的地震响应小于EL Centro波作用下的结构响应,大于兰州波作用下的结构应力响应。层数不变时,剪力墙结构受EL Centro波作用下的Y向层间位移角大于兰州波作用下的层间位移角。

关键词： 合金微球   相场法   枝晶生长   数值模拟   POEM  

摘要： 针对POEM法制备微米级球形粒子工艺流程,建立了基于有限差分法的二元合金枝晶生长三维相场模型,对Al-4.5Cu合金粒子快速凝固过程中枝晶生长与组织演化及溶质偏析等行为进行模拟研究。模拟得到的400μm微球二次枝晶臂间距约为20.95μm,与试验结果偏差小于5%。对于粒径为300μm的微球,增大过冷度可促进枝晶偏析,无量纲过冷度由0.2增大至0.4,枝晶尖端溶质浓度由5.03%增至5.21%。惰性保护气体的冷却能力显著影响微球枝晶生长速度,由He气与Ar气作为冷却介质的两个液滴在t=40000Δt(Δt为时间步长)时产生了8μm的枝晶长度差异,在t=50000Δt时差异增大至23μm。

关键词： 土质滑坡   致灾范围   地形因子   数值模拟   SPH  

摘要： 依山而建的西南山区村寨常常面临小型土质滑坡的威胁。为研究小型土质滑坡的致灾范围以及不同地形因子对致灾范围的影响,文中以四川小金县某不稳定边坡为基础,建立了概化模型并根据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法模拟土质滑坡发生的全过程。此次研究通过控制变量法分别研究了摩擦系数f、坡宽D、基岩高度H、基岩坡脚β和土坡坡脚α等地形参数对滑坡致灾范围的影响,最后通过建立多元线性回归模型对土质滑坡的致灾范围进行预测。研究结果表明:致灾范围的最大水平距离L和覆盖面积S均与基岩坡角β、基岩高度H、土坡坡脚α呈正相关关系,与摩擦系数f呈负相关关系,但最大水平距离受坡宽D的影响较小,覆盖面积与坡宽D正相关。最后通过31个坡脚型滑坡实例验证了预测模型的准确性与可行性,研究成果对于西南山区村寨滑坡灾害评估具有参考价值。

关键词： 数值模拟   曲轴   锻造模具   优化设计  

摘要： -本文运用三维作图软件进行某曲轴模具设计,运用forge锻造成形模拟软件对曲轴的成形过程进行数值模拟,分析了连皮结构及压弯模结构对曲轴精密模锻成形过程中的金属流动情况、锻件成形过程中充填情况和锻造压力。通过模拟分析,优化了预锻模的连皮结构、桥部高度,达到了优化工艺参数、优化曲轴模具结构、解决充型不满问题,并能够在14000T热模锻压力机进行模锻成形锻造的目的。

关键词： 复合顶板   切顶卸压   数值模拟   围岩控制   分区支护  

摘要： 为解决沿空掘巷存在大量煤柱损失、影响采掘接替等问题,同时防止回采过程中巷道产生严重变形,决定采用切顶卸压和综合支护方案对巷道围岩进行有效控制。针对2号煤层21206综采工作面复合顶板,采用理论分析和FLAC^(3D)数值模拟方法,确定了切顶卸压参数,其切顶角度为15°,切顶深度为9 m;将沿空巷道划分为超前支护区、滞后临时支护区和成巷稳定区,并采取不同的支护形式。综合支护方案实施,沿空留巷60 d内顶板下沉量最大值降低49.3%;两帮移近量最大值降低57.3%;工作面多回收煤炭15.6万t,并节省1条长度为1710 m的掘进巷道,并节省施工工期6个月,具有显著的经济效益。

关键词： 火箭发动机   喷管流场   数值模拟验证   LS-DYNA软件   CE/SE方法  

摘要： 为了探究火箭发动机喷管的流场特性以及速度变化趋势,采用了LS-DYNA软件中CE/SE求解器,验证了来自于NPARC验证与确认算例库中的超声速轴对称喷管(收缩-扩张型喷管)的相关参数。本文试验媒介为空气,在喷管马赫数为2.22完全膨胀的情况下,对喷管中心线速度和中心线上各点处的截面速度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果对比。结果表明,CE/SE方法能够较好地预测喷管内的流动分布和关键参数,其计算结果和速度变化趋势与试验数据高度吻合,且与实验数据相差10%以内,有效验证了该方法计算火箭发动机喷管流场的可行性,未来可以进一步深入探索和优化该方法。

关键词： 拱坝   柔度法   M法  

摘要： 安全且经济地利用水能资源是水电开发中永恒的主题和追求,拱坝是安全性和经济性均较优越的坝型,同时又是非常复杂的坝型,如何快速的评价拱坝结构安全性,以及在安全的前提下设计出经济性的拱坝,是坝工设计人员努力解决的问题。通过对全球240座拱坝的实际情况,求解出了一种安全性和经济性评估拱坝的M法,供各国坝工专家应用和评论。

关键词： 强潮急流   跨海桥梁基础   局部冲刷   物理模型   数值模拟   原位实测  

摘要： 跨海桥梁基础冲刷问题极为复杂,探究各个建设阶段中的床面冲刷情况,对于预防桥梁由于冲刷造成的损坏至关重要。以杭州湾跨海铁路大桥(在建)南航道桥主墩基础为例,针对桩基施工与承台施工的不同阶段,通过物理模型试验、数值模拟及现场原位测量3种手段进行桥梁基础局部冲刷的研究,分析了各阶段的冲刷特性和水力特性。结果表明:物理模型试验和数值模拟的结果与实测测量数据基本吻合;桩基施工阶段期间,粉砂层已被冲刷掉,当前泥面主要由更难以被冲刷的淤泥质土构成;在大桥基础冲刷过程中,70%的冲刷深度出现在冲刷初期的30%时间内;围堰减小了床面切应力的整体变化范围,降低了周边水流流速,并在迎水面和背水面形成了淤积区;围堰安装后,预测将进一步冲刷4 m,使冲刷深度和范围增加约30%,这将超出桩基设计的冲刷深度,影响其承载能力,需采取预防或保护措施以免受进一步冲刷。研究成果可为类似跨海大桥的设计、建设和运营管理等方面提供参考。

关键词： 集总等效电路   无损传输线   纽马克-贝塔法  

摘要： 针对无损传输线的集总等效电路,从数学上证明了其等效于传输线方程在空间上的二阶偏导数的中心差分格式,故只具有二阶精度;推导并证明了无损传输线的集总等效电路和无阻尼弹簧-质量体系模型的相似性。受此启发,采用纽马克-贝塔法模拟无损传输线的集总等效电路瞬态响应。算例仿真结果表明,纽马克-贝塔法可以真实反映模拟无损传输线的集总等效电路的相位延迟性、阶跃响应特征,并对有损传输线集总等效电路的模拟也是适用的。

关键词： 路径规划   污染物分布   数值模拟  

摘要： 道路空气污染物对行人的健康有重要影响,数值模拟作为可以快速准确模拟室外风环境的方法,能有效地评价街道的空气污染物分布情况。利用数值模拟软件与反向传播(Back Propagation, BP)神经网络,预测道路污染物浓度分布,并将空气污染物浓度转换为道路上的障碍物,使用快速扩展随机树(Rapidly Exploring Random Tree, RRT)算法为行人规划低风险路径。结果表明:汽车排放污染物、背景浓度以及植被对空气污染物浓度有显著影响,汽车污染物排放每增加30.25μg/m^(3),街道间空气污染物浓度就会增加20~30μg/m^(3);结合模拟仿真、BP神经网络和RRT算法,提供了一条行人最优路径规划的合理建议。