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关键词： 喷动床   放大   数值模拟   倾斜喷动   多相流  

摘要： 喷动床凭借其能在反应器尺度上实现颗粒稳定循环的特点，广泛应用在储能颗粒制备等领域。然而，颗粒的循环运动会受到操作条件、容器尺寸等条件影响，导致床层放大困难。本文的研究思路在于摈弃垂直独立喷动的理念，而是将双喷口协同作用作为基本单元并开展喷动床放大设计。研究表明，在二维和三维矩形喷动床中，双喷口协同偏转喷动具备更高的气固混合效率与更宽的操作区间。二维喷动床内气固混合20 s后，双喷口比单喷口的温度下降同比提升了12.12%，且颗粒温度方差降低，展现出更强的均匀性。当双喷口流化床进行纵向扩展为四喷口时，极易出现腾涌状态。通过适度降低气体速度至1.75 m/s - 2.0 m/s，四喷口喷动床可以实现多喷口独立垂直喷动，并具有优良气固混合效果。本研究深入揭示了双喷口协同喷动单元在喷动床放大过程中的重要价值，为矩形喷动床的放大设计开辟了新路径。

关键词： 变截面桩   承载特性   数值模拟   变截面比   变截面位置  

摘要： 【目的】为了研究变截面比和变截面位置对输电线路工程中变截面桩承载性能的影响，采用数值模拟方法对其承载特性进行分析。【方法】利用有限元分析软件，通过建立1个等截面桩和8个变截面桩数值模型，研究竖向荷载作用下桩基荷载-沉降关系、轴力分布及侧摩阻力分布特征，以及水平荷载作用下桩顶与桩身水平位移规律。【结果】变截面桩比等截面桩的沉降控制效果更好，最佳变截面比为0.8～0.9；桩身轴力随深度的增加而减小，在变截面处显著降低；桩侧摩阻力最大值出现在变截面处，变截面比为0.8时侧摩阻力发挥最为充分；变截面位于桩身40%～50%处时，变截面桩的水平承载性能最优。【结论】本研究成果可为变截面桩的参数优化设计提供理论依据。

关键词： 土石坝   机器学习   危险性分析   易损性分析   灾害损失评估  

摘要： 在众多高土石坝在西南高烈度地区修建和我国即将进入地震活跃期的双重背景下，科学合理的对土石坝进行抗震风险分析，对于保障工程安全和社会稳定具有重要意义。本文系统梳理了土石坝抗震风险分析的研究进展，针对传统抗震风险分析方法在面对地震动强度和方向的随机性与不确定性以及多物理场耦合作用的复杂性时，难以准确对土石坝在实际地震作用下的抗震过程进行分析的问题，重点探讨机器学习与真实地震波模拟融合在风险分析等方面的应用。机器学习方法(SVM、MLP、GA-BP)在风险分析方面表现出色；而组合地震波和主余震等复杂地震波工况作用下的风险分析能够提供更全面的评估。二者的结合以及深度学习在风险分析中的应用将成为新趋势，可为土石坝抗震风险分析智能化理论体系的发展提供重要参考。

关键词： 地浸采铀   旋流器   量纲分析   压力降   相似模型   Fluent模拟  

摘要： 在地浸采铀工艺中，旋流器受压降、能耗的限制，推广难度较大。为此，基于相似模化方法，综合分析影响地浸采铀旋流器压力降的结构参数、操作参数和物性参数，结合旋流器试验数据和相关引文数据，建立了描述旋流器性能与其影响因素之间关系的相似准数模型。该模型计算值与实验值的误差在15%以内，可用于预测铀矿山浸出工艺中旋流器的压力降。利用Fluent模拟了旋流器内部流场，分析了压降产生机理，研究结果可为地浸采铀的旋流器结构优化、工况优化提供理论依据。

关键词： 质子交换膜燃料电池   数值模拟   传递过程   对流   流体动力学   传质   输出性能  

摘要： 流道结构优化是提升质子交换膜燃料电池反应气体传输及输出性能的重要手段之一，受水滴表面微流动特性启发，提出一种新型仿生水滴流道，并借助仿真软件COMSOL Multiphysics仿真对比分析仿生水滴流道、波形流道及直流道三者对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能影响。通过对极化曲线、氧气浓度分布、膜电流密度、平均流速以及压降进行分析，结果表明：在仿生水滴流道最大深度为0.65mm、周期数为8的条件下，仿生水滴流道电流密度较波形流道、直流道分别提升为2.1%和6.1%。此外仿生水滴流道在氧气浓度分布、膜电流密度和平均流速上均比波形流道和直流道有着优势，进一步说明仿生水滴流道具有反应气体浓度均匀、输出性能高等特点。

关键词： 海上风电   复合筒型基础   抗扭承载力   离心机试验   数值模拟  

摘要： 复合筒型基础作为固定式海上风电的基础型式之一，在服役过程中承受来自上部结构的复杂荷载作用，其中扭转荷载对基础承载性能的影响显著。针对复合筒型基础的抗扭承载特性开展了一系列研究：首先，开展了离心机模型试验，揭示了复合筒型基础的抗扭承载机理。其次，通过数值模拟分析了关键因素基础长径比、土体强度不均匀系数及筒土摩擦系数对复合筒型基础抗扭承载机理的影响规律。最后，建立了复合筒型基础在扭转荷载作用下的理论分析模型，推导了复合筒型基础的抗扭承载力理论计算公式，通过与数值计算结果进行对比，验证了理论计算方法的准确性。研究成果进一步丰富了复合筒型基础的抗扭承载力计算方法，可为复合筒型基础的抗扭承载设计提供参考。

关键词： 液体冷却   电池热管理   数值模拟   冷却策略制定  

摘要： 当今在碳中和目标下，寻求提高能源利用率的先进方法，已成全球首要关注问题。储能技术在新能源和可再生能源领域广泛应用，其中，电芯温度和系统热分布均匀性决定储能系统使用性能和安全性，一个有效的锂离子电池热管理系统是解决储能安全问题的关键。液体冷却因其高效散热、精确控温等特点已成为目前主流的储能电池热管理方式。液冷板压降是液冷系统设计过程中的重要指标，压降过大会降低系统散热效果并增加水泵功率，从而增加冷却系统能耗降低寿命。因此，储能电池Pack液冷系统冷却策略制定过程中应选择适当的冷却液温度和流量，在保证电芯在适宜的温度和温差范围内工作情况下，液冷系统压降尽可能小。本文基于STAR-CCM+仿真软件对某52个314 Ah电芯串联的储能电池Pack液冷系统进行精确的建模求解，利用控制变量法和三维曲面法探究冷却液温度和流量对电池Pack散热性能以及系统压降的最优解。结果表明冷却液温度设置在20 ℃左右、流量设置在5～6 L/min时，保证电池Pack在较优散热性能的同时控制系统能耗较低。这种方法在节约研发时间和测试成本的前提下，为储能液冷系统冷却策略制定提供相应思路。

关键词： 黄-东海界面   水通量   营养盐通量   年际变化   数值模拟  

摘要： 黄-东海界面是黄海和东海物质交换的重要通道，跨断面营养盐交换通量反映了黄海和东海之间营养盐的输运状况。本研究基于三维动力-生态耦合模型，对黄-东海界面水通量和溶解无机氮（DIN）交换通量的年际变化进行分析。结果显示：黄-东海界面水通量和DIN通量年际变化显著。9年间水通量均值为0.35Sv，其中最大值在2017年，最小值在2014年。DIN通量多年平均值为2.71×10～6 mmol/s，最大值出现在水通量最大的2017年，最小值出现在DIN浓度最小的2011年。分析表明，黄-东海界面DIN通量的年际变化主要受水通量年际变化控制。在空间分布上，界面西部上层水域和东部底层水域DIN通量年际变化较为剧烈。西部上层水域DIN通量年际变化主要由流速的年际变化控制；东部底层水域DIN通量的年际变化由DIN浓度和流速的年际变化共同调控。黄-东海界面冬季与夏季DIN交换通量年际变化的控制因子不同，冬季受水通量和DIN浓度共同控制，而夏季主要受水通量控制。

关键词： 梯级闸坝   水动力模型   生物栖息地   水力调控  

摘要： 对于缺水的北方河流，常常通过采用修建梯级蓄水坝的方式来拦蓄上游和区间来水，恢复和增加蓄滞洪区、湿地、人工湖泊及恢复流域内地下水位，提供充分的生态用水。为尽可能发挥筑坝对于生物栖息生存的积极作用，本文以汾河流域六种水鸟物种为目标鸟类，选取汾河中游梯级蓄水液压坝为研究对象，利用栖息地适宜度模型对原设计蓄水方案进行优化，在保证蓄水效果的基础上提出考虑水鸟栖息地加权可利用面积（Weighted Usable Area， WUA）最优的蓄水方案。研究结果显示：优化后的枯水期最大加权可利用面积（WUA）相较于原调度方案提高了37.1%，可为冬季汾河候鸟迁徙提供更广泛的适宜生境。液压坝控制区域上游段栖息地适宜度改善效果显著。在最大加权可利用面积（WUA）对应的蓄水方案下，高适宜度区域主要分布在坝前区域中上游部分。为使得梯级闸坝蓄水方案优化设计具有普适性，结合数值计算结果提出了对不同条件液压坝的蓄水方案设置的改进措施。研究结果可为枯季缺水的典型北方河流的水力调控提供参考。

关键词： 探地雷达   岩体裂隙   动态扩展   模型试验   数值模拟   参数反演  

摘要： 岩体裂隙的动态扩展行为是影响岩体工程稳定性的关键因素，其渐进式演化可能导致岩体力学性能的质变，并诱发滑坡、崩塌等重大灾害。然而，现有监测技术（如钻孔摄像、CT扫描和声发射）在动态追踪、空间分辨率和工程适用性方面存在显著局限性，难以满足复杂裂隙网络实时监测的需求。为此，本研究提出了一种基于探地雷达（GPR）的岩体裂隙动态扩展过程识别方法，结合数值模拟与物理试验，系统揭示了正交裂隙系统的扩展机制与GPR信号响应规律。首先，利用GPRMax软件建立了包含正交裂隙系统的数值模型，模拟水平裂隙自左至右、竖向裂隙自下而上及自上而下三种扩展方向下的电磁波场动态演化特征，并通过类岩体物理试验（采用混凝土预制裂隙模型）验证了数值模拟的可靠性。研究发现：水平扩展过程中，GPR信号呈现三阶段特征（独立扩展、协同耦合及贯通复合），基于相位突变点与干涉极值点的反演模型可精准定位裂隙端点的空间坐标，各端点定位误差小于5%；而竖向扩展过程受遮蔽效应（自下而上扩展时上覆裂隙的强反射干扰）或信号衰减（自上而下扩展时裂隙下端反射能量微弱）影响，仅能识别两阶段特征（独立扩展期与贯通区），其垂向轨迹反演精度受限。针对上述瓶颈，本研究提出了时序化多方位联合探测技术，通过多角度入射波场数据的融合分析，突破单一探测视角的遮蔽效应，提升裂隙三维动态演化特征的解析能力。此外，研究进一步探讨了人工智能驱动的高效反演、多尺度监测技术融合等未来研究方向，为工程实践中岩体稳定性评估与灾害预警提供了理论支撑和技术路径。