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关键词： 大扩散角   泵站   前池   整流   数值模拟  

摘要： 为改善某连续单侧大扩散角泵站前池内存在的大面积脱壁回流区，采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法，对该泵站设计水位下的前池流态进行分析，以轴向流速分布均匀度为评价指标，探究不同整流措施的优化效果。研究表明：无整流措施时，前池扩散侧出现大面积回流区，1、2号流道入口流速分布不均且流速较大。在前池斜坡段错位布置“斜向导流墩+斜角导流墩”的整流措施能有效消除前池的回流区，同时当导流墩的角度为30°时优化效果最佳。该方案使流道入口断面的轴向流速分布均匀度分别提高了5.33%、19.47%、13.44%、5.17%、0.68%、1.78%，水力损失降低了0.281m，保证了泵站安全运行。研究结果可为类似的泵站前池流态改善提供参考。

关键词： 切割天井   掏槽方式   数值模拟   一次成井   爆破槽腔  

摘要： 深孔爆破一次成井技术在切割天井掘进工程中具有降低人员劳动强度、提高生产效率等优势。为优化一次成井中的直眼掏槽爆破方式，基于LS-DYNA数值模拟，并结合永平铜矿切割天井掘进爆破试验，对直眼桶形掏槽和螺旋掏槽两种方式下的爆破效果进行了优化研究。结果表明：螺旋掏槽爆破相比于桶形掏槽爆破，首爆孔待爆岩体易破碎和首圈所有掏槽孔爆破后形成的槽腔面积大，为矿岩继续扩槽创造了更有利的补偿空间与自由面；直眼桶形掏槽和螺旋掏槽爆破现场试验均实现了切割天井的良好贯通，而螺旋掏槽方式下取得的爆破效果更为理想。因此，优化得到的螺旋掏槽爆破方式，可为保证地下矿山爆破一次成井施工安全以及掏槽方式选择提供参考。

关键词： 土石坝   无人碾压   转向错车   路径规划  

摘要： 在碾压施工中，仓面碾压路线接续需利用转向错车区，传统转向路径规划方法存在转向区域面积大、碾压不均匀等问题。合理规划转向路径是提高碾压智能性和保证质量的关键。本文在传统转向错车方法（方法Ⅰ）的基础上，提出了利用连续转向来减少转向错车区域的方法（方法Ⅱ），通过理论分析和工程实践应用验证了其可靠性。结果显示：与方法Ⅰ相比，方法Ⅱ的错车区长度和行驶路径理论上分别减少27.6%和27.7%；相邻碾压轨迹完成碾压后，方法Ⅱ与方法Ⅰ相比，碾压不足2次和碾压4次的区域减小了16.63%，碾压次数分布较为均匀。在工程应用中，无人驾驶碾压与方法Ⅱ的结合应用较人工驾驶碾压与方法Ⅰ结合，可减少54.4%的错车区长度。本研究可为无人驾驶碾压中转向错车区域优化行车路径、提高碾压效率提供技术支撑。

关键词： 原油储罐   强制对流   自然对流   数值模拟   多物理量组合   协同优化  

摘要： 合理优化原油储罐加热过程多物理量协同运行参数，为油田企业降低运营成本提供理论支持。在建立原油罐储盘管-搅拌器协同加热三维理论模型基础上，研究了多种对流传热方式综合作用对罐内涡流形态的影响，建立了储罐加热过程多物理量协同组合优化模型，得到了原油升温速率最高的多参数组合。结果表明：储罐整体由盘管强制对流引起原油自然对流为主，搅拌器驱动局部原油强制对流为辅的协同传热模式，促进冷热原油混合；盘管动热源（蒸汽温度413 K、流速6.5 m/s）以强制对流促进蒸汽与盘管的传热，搅拌器搅拌条件（角度30°、转速333 r/min）通过产生的漩涡流对盘管的扫掠面积增加，提高了原油与盘管的对流换热，通过多物理量协同参数优化，得到原油升温速率最高为0.00148 ℃/h。

关键词： 珠江口   人类活动   水质   水动力   数值模拟  

摘要： 【目的】随着珠江口开发不断扩大深化和经济不断高速增长，每年18～20亿t的工业废水和生活污水排入珠江口，使当地水污染问题日趋严重；同时，工程建设过程中岸线变化导致了水质演变过程趋向复杂。为探究1990—2020年工业发展、工程建设、围填海等开发过程中珠江口典型污染物时空分布特性及其对岸线变化的响应规律，【方法】建立了一个珠江口三维水动力和水环境耦合模型，模拟了1990年和2020年岸线工况下重要水质参数迁移转化过程及时空分布。【结果】模拟结果显示：1990—2020年伶仃洋束窄影响下河口上游叶绿素a浓度出现了降低，而中部到口门区域叶绿素a浓度出现了增加；高栏岛陆连岛工程阻碍了黄茅海与外海的水体交换和叶绿素a输运，导致了黄茅海上游叶绿素a浓度的增加；悬浮泥沙和营养盐的分布也随余流结构和叶绿素a分布的改变而发生了显著变化。与1990年岸线工况相比，2020年岸线工况下夏季期间整个河口硝酸盐和铵盐平均浓度减少了28.8%和33.8%，叶绿素a、悬浮泥沙和硅酸盐平均浓度分别增加了12.6%、15.5%和1.9%。【结论】珠江口开发过程中岸线驱动下河口内流速出现了增加而口门处余流出现了减小，进而导致整个珠江口内水质参数时空分布的变化，尤其是工程区及河口口门附近。

关键词： 三维地质建模   起伏地表   数值模拟   数值频散   黏声波正演  

摘要： 塔里木盆地西南山前带地区的地表、地下构造模式复杂，构造岩性多变，属典型的“地表地下双复杂”区域，地震波场复杂，处理与成像难度大，精度低。为厘清该地区的地震波场传播规律，为后续资料处理提供理论基础，以实际地震资料、测井数据以及近地表露头数据为基础，建立了代表该地区地质特征的双复杂速度模型，并进行地震波场模拟分析。首先，利用近地表层析数据与高程建立了近地表速度模型，再以地震解释数据为基础，对复杂构造模型进行模式化调整，最后，将近地表速度模型与构造模型进行融合完成速度结构建模。为更好地建立符合目标工区实际Q值分布，总结了一套基于稀疏井数据的Q模型建立方法。通过对上述方法建立的速度模型与Q模型进行地震波场正演模拟，分析了地表高程起伏、近地表速度分布等因素对地下地震波场的影响。上述研究可为研究区的地震采集观测系统参数优化、提高地震成像质量建立理论基础。

关键词： 立筒仓   粮堆埋人   人体受力   数值模拟  

摘要： 针对立筒仓埋人事故中人体受力情况进行分析，对事故应急救援及防护装置研发具有意义。基于离散元方法（DEM），采用软件EDEM对立筒仓粮堆埋人事故发生过程中人体受力情况进行仿真模拟，根据粮种的颗粒特性、立筒仓粮堆埋人事故特征及粮种颗粒的流动特性，构建模型并设置仿真参数；结合多体动力学软件构建耦合模型，实现立筒仓粮粒运动过程模拟和人体表面受力分析。模拟结果显示，不同高度下落的粮食颗粒，对人体冲击力各有不同，高度越高，冲击力越大；相同高度下落的不同粮食颗粒，对人体冲击力大小为：小麦>玉米>稻谷，这与颗粒密度有关。

关键词： 海冰   渤海   海洋模式   数值模拟   ORCTM  

摘要： 基于区域海洋环流潮汐模式（Oceanic Regional Circulation and Tidal Model, ORCTM）及其冰-海耦合模块，综合考虑海冰生消的动力和热力学过程，建立了渤海海冰数值模型。首先，对正压潮及海表面温度的模拟结果进行评估，验证了模型的可靠性。其次，针对3个关键海冰热力学参数开展敏感性试验，揭示了临界冰厚对新生冰密集度的影响，海冰面积随临界冰厚变小而增大，渤海临界冰厚最佳值为0.1 m；发现感热通量系数及潜热通量系数对“海-气”和“气-冰”界面的热通量有显著影响；结合前人研究在模型中建立了渤海盐度和冰点的关系。最后，采用优化后的模型参数配置，以日本气象厅JRA55-TL319再分析数据为气象强迫，模拟了2009/2010年冬季渤海典型海冰过程，结果显示模拟的海冰覆盖范围与同期卫星遥感数据相一致，表明所建立的海冰数值模型能够重现渤海海冰生消演化过程，可用于渤海海冰中长期数值模拟。

关键词： 钢管混凝土   冲击荷载   数值模拟   动态本构模型  

摘要： 钢管混凝土柱是性能优越的承重构件，在遭受意外坠物、爆炸冲击等轴向荷载后，一旦发生破坏，极易引起严重的经济损失和人员伤亡。本文采用数值模拟和理论分析相结合的方法，对钢管混凝土轴向冲击作用下的动态力学性能展开研究。基于LS-DYNA软件建立了精细化数值模型并开展模型验证，对轴向冲击荷载下钢管混凝土试件的内能分配情况展开分析，随后探究了钢管强度、混凝土强度、含钢率和长径比等因素对其动态力学性能的影响。结果表明，在轴向冲击荷载作用下，混凝土的塑性变形为钢管混凝土试件抗冲击的主要能量消耗部分，约占总能量的85%以上。相同冲击速度下，钢管混凝土试件的动态抗压强度与材料强度、含钢率呈正相关，与长径比呈负相关。基于已有模型提出了修正后的动态应力-应变关系，可较好反映钢管混凝土在轴向冲击荷载下的动态力学行为。