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关键词： 小煤柱   切顶卸压   采场围岩   煤柱支护   承载机制  

摘要： 针对小煤柱在大埋深条件下支承应力大和邻空巷道变形严重的问题，开展了深埋小煤柱切顶卸压采场围岩承载特性数值模拟研究，分析了工作面回采过程的煤层底板支承应力与临空巷道内支护结构受力变化规律，揭示了切顶卸压小煤柱护巷机制。结果表明，深埋条件下工作面煤柱在开采时承担了采场大部分应力，工作面留设小煤柱的安全开采面临较大挑战。通过在巷旁实施切顶卸压可使小煤柱承载应力降低21.1%，超前支承区应力降低15.4%，采场整体应力得到了较大改善。巷内支护结构受力大幅降低，能够在保证煤炭安全采出的同时大幅降低支护成本，保障了深埋煤层的安全高效开采。

关键词： 数值模拟   侧吹炉   流动特征   气泡行为   穿透深度   斯皮尔曼相关性分析  

摘要： 本研究采用基于CFD数值模型定量分析了双侧吹的气液流动特性。通过提取关键参数，并使用Spearman相关分析定量化气泡行为、循环流动和液相晃动之间的关系。主要研究结果如下：（1）稳定喷吹下的周期性气泡行为驱动了液体两侧的循环流动。两侧气泡行为的不对称导致循环流动强度的交替变化，显著提高了200 mm和220 mm液位下的气液混合效率。（2）基于循环流动对穿透深度的影响，双侧吹气过程的流动模式被分为弱循环、强弱交替循环和强循环模式。在强弱交替循环模式下，穿透深度通常大于单侧吹气过程。（3）两侧循环强度的不平衡导致液面在喷吹方向形成稳定的波动，这揭示了熔池中周期性晃动的出现。此外，还研究了液位和喷吹速度等参数对液相晃动的影响。

关键词： 可燃气体泄爆   爆炸机理   二次爆炸   实验研究   数值模拟  

摘要： 为安全运输和储存极易燃爆的可燃气体，必须采取防控手段。泄爆作为一种防控其爆炸危害性的有效途径，为提高泄爆手段的效率性和安全性，推动泄爆外流场二次爆炸的进一步研究，分析了国内外可燃气体爆炸与泄爆的研究现状，总结了近20年来可燃气体泄爆的理论和取得的成果。多年研究表明，可燃气体爆炸特性已形成系统性的研究，为可燃气体泄爆特性研究提供了数据支持。对泄爆引起的内、外流场爆炸参数和火焰发展变化进行了详细研究，发现内、外流场压力波与火焰波之间的耦合作用下加剧了泄爆的危害性，基于研究结果对泄爆的效果进行了评价。因泄爆外流场二次爆炸受冲击波-火焰耦合演化机制认知不清的限制，难以对二次爆炸产生进行定义。二次爆炸对泄爆参数变化的影响研究有了初步研究。泄爆研究仍需在实验方面缩小影响因素跨度，改善泄爆设备，在模拟方面开展对复杂模型的研究，对泄爆危害的预估和泄爆效果的评价仍需大量理论和数据。以此来实现可燃气体的安全运输和存储，拓宽可燃气体的应用方向。

关键词： 地铁   基坑   降水   数值模拟   变形   监测  

摘要： 为研究基坑开挖对周边地铁隧道变形的影响，基于西安市某基坑项目，利用有限元数值模拟并结合地区工程经验，对基坑开挖对变形控制严格的地铁车站和隧道的影响程度进行了分析。结果表明：正常施工条件下基坑开挖至基底后，地铁车站产生的最大水平位移为3.49mm，最大竖向沉降为2.71mm，最大基底隆起为15.70mm，满足基坑变形控制要求。基坑开挖导致区间隧道的曲率半径为42 899m＞15 000m，满足区间隧道的沉降曲率控制要求。在基坑降水影响下，地铁车站最大沉降约2.55mm，基坑降水会引起周边环境较大沉降，基坑施工过程中应加强监测地铁沉降及地下水情况。

关键词： 热镀锌铝镁   数值模拟   流动   传热  

摘要： 在带钢连续热镀锌生产中，锌液的流动状态、温度分布对产品质量有着非常重要的影响，而锌液的流动状态及温度分布与带钢及锌液的各参数设置密切相关。以某连续热镀锌铝镁锌锅为研究对象，采用数值模拟方法，使用流体力学计算软件Fluent建立锌液流动传热数值模型，与现场提供的测温点对比验证了模型的准确性，并研究不同参数设置对锌锅内锌液流动、传热的影响规律。结果表明：增加带钢速度能提高锌液温度分布的均匀性，但也增加了卷入渣相的可能性；入锅板温过低时，热量输入较少，加大了感应加热器的加热压力，而入锅板温过高使铁元素溶解度升高、渣相增多，不利于镀锌工作；锌液初始温度能显著影响锌液温度分布，锌液初始温度设定在450～460℃时，锌液温度分布更均匀，有利于镀锌。

关键词： 花岗岩靶体   串联侵彻   数值模拟   裂纹演化  

摘要： 开展了弹体侵彻预损伤花岗岩靶体试验，获得了不同弹体初速下弹体侵彻预损伤花岗岩靶体数据，建立了弹体侵彻预损伤有限厚岩石靶体数值模拟模型，对比了侵彻过程中岩石靶体损伤演化及裂纹拓展规律，结果表明：通过小口径聚能装药对岩石靶体进行预损伤可大幅提升30 mm弹体对目标的侵彻能力，侵彻深度增长率随弹体初始速度线性减小；30 mm弹体侵彻半无限花岗岩靶体时，预损伤靶体内裂纹条数更少且裂纹长度更短，空腔周围完全损伤区直径约为完整靶体的1/2，裂纹延展宽度约为0.3倍靶体直径；30 mm弹体侵彻200 mm厚花岗岩靶体时，靶体材料的完全损伤区直径同样约为完整靶体的1/2，但预损伤靶体内向靶面延伸的径向裂纹远少于完整靶体，向靶背延伸的径向裂纹数量与完整靶体相近，且完整与预损伤靶体中裂纹延展宽度均为靶体直径的0.5倍.

关键词： 液体硝基甲烷   空穴塌陷   多介质界面   水平集方法   虚拟流体  

摘要： 为研究冲击波加载下含空穴液体炸药硝基甲烷的起爆过程，提出了一种基于水平集方法的欧拉多介质计算方法。采用反应欧拉方程组作为控制方程，通过水平集方法追踪化学反应混合物与空穴之间的界面。为提高计算方法的鲁棒性，在界面附近的计算单元内应用修正的虚拟流体方法，将多介质问题转化成单介质问题。对于这两种流体，均采用高阶加权本质无振荡（Weighted Essentially Non-Oscillatory， WENO）有限差分方法计算单元边界的数值通量，使得模拟结果具有高可靠性。由于Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程与理想气体状态方程形式差别很大，爆轰产物的质量分数又直接影响了化学反应区内守恒变量和原始变量的相互转化过程，难以给出爆炸混合物状态方程的显式表达形式，因此发展了一种能够解决以上难题的虚拟流体状态预测方法。通过求解涉及化学反应的复杂多介质黎曼问题，获得界面两侧虚拟流体的变量状态。对不同强度冲击波加载下硝基甲烷与空穴的相互作用问题开展了数值模拟，数值结果可以说明：提出的计算方法能够捕捉到空穴压缩、塌陷、闭合以及消失后的流体动力学全过程。

关键词： 黄土湿陷   列车振动荷载   模型试验   数值模拟   动力响应  

摘要： 为研究浸水条件下基底湿陷时车辆振动作用对黄土地铁隧道衬砌结构和周围土体的影响，通过开展不同浸水和振动频率工况的模型试验，同时采用有限元数值分析软件模拟方法对比分析地表沉降、隧道结构衬砌应力变形及振动加速度的规律。结果表明：浸水范围内，随振动频率增大，地表沉降量显著增大，但由于振动作用引起的土体二次湿陷变形，地表沉降在振动频率增量相同时地表沉降量变化明显减小；隧道竖向位移与浸水量存在正向增长关系；隧道轴力值与弯矩值随浸水湿陷变化整体呈上升趋势，其中拱底处变化均最为显著，但在振动频率作用下突变后趋于平稳，其中隧道拱底与拱脚位置处变化最为明显；列车振动荷载作用下湿陷区域隧道竖向加速度与隧道竖向位移均经历急变区后逐渐趋于平稳，不同列车运行速度下隧道基底土体竖向加速度与位移变化有相同的趋势，隧道上部振动加速度竖向加速度明显小于隧道下部，且随距离增大不断衰减；列车荷载对隧道结构动应力影响最不利处为隧道拱腰处。

关键词： 陶瓷复合装甲   拼接式   防弹材料   结构设计   数值模拟   可修复  

摘要： 轻量化、高抗弹、抗多发打击、低成本是现代战争对防护装甲的迫切需求。传统装甲重量大、抗弹性能瓶颈、维护成本高，而拼接式陶瓷复合装甲采用模块化设计，在结构减重、抗弹性能提升、易维护、设计灵活等方面优势显著，已发展成为装甲防护领域的主要研究方向之一。本文首先系统总结了防弹装甲材料和装甲结构的发展历程，简要概述了拼接式陶瓷复合装甲防护体系中常用陶瓷材料的性能和高性能纤维的特点及选择原则，并且对当前防弹材料研究进展中的几种新型先进材料进行简单介绍。其次，从结构设计层面详细论述了陶瓷模块的几何效应和约束效应、复合背板的协同优化设计以及粘结层性能和阻抗匹配理论对装甲防护能力的影响。再次，总结归纳了拼接式陶瓷复合装甲的可修复性研究现状，主要包括外场修复和高效维护的研究进展。最后，对拼接式陶瓷复合装甲的未来发展方向进行了总结与展望。

关键词： 盐渍土   公路路基   水-热-盐分布   现场监测   数值模拟  

摘要： 中国西北寒旱地区广泛分布的盐渍土易随水-热条件的改变而发生盐胀和溶陷。由于蒸发边界的差异，不同结构路基的水-热-盐分布及分层变形规律尚不明晰，依托柳园至敦煌高速公路项目，对3种路面结构（混凝土护肩+半刚性基层、碎石护肩+半刚性基层、碎石护肩+柔性基层），开展体积含水率、温度、电导率等多物理场监测，每种路面结构安装30个温度传感器和9个土壤水-盐复合传感器。为明晰监测数据的物理意义，进一步开展水-热-力-盐多场耦合数值模拟。监测结果表明，碎石护肩+柔性基层结构具有隔热和阻止水盐迁移的优势，在同样的条件下，碎石护肩+柔性基层结构提升了公路的排水性、蒸发量和隔热性能。盐渍土环境中，碎石护肩+柔性基层的结构有助于减少路基水分和盐分的积聚，从而延长路基的使用寿命。