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关键词： 环箍板   数值模拟   抗震性能   参数分析  

摘要： 本文提出一种基于环箍板榫头连接的新型装配式柱柱节点形式，并开展数值分析验证其抗震能力。本文开展了一组现浇柱与装配式柱试件的低周往复加载试验，并在此基础上建立了11个精细化有限元模型，对比现浇柱与不同参数环箍板连接柱在低周往复荷载下的力学性能。结果表明：环箍板连接柱的连接框架柱的损伤分布更均匀，刚度和延性有所增加，但耗能能力略有下降；环箍板厚度、位置及材料强度变化对抗震性能影响有限，仅局部混凝土损伤因子与钢筋塑性应变小幅波动。研究成果可为装配式结构高效连接节点的设计与优化提供理论支撑。

关键词： 天然产物   辣椒红色素   数值模拟   虚拟仿真   路径优化  

摘要： “从红辣椒中提取辣椒红色素”是天然产物化学课程教学中设置的一个综合性实验，实验步骤包含了辣椒红色素的提取、分离及纯化，涉及到多个实验影响因素，以及昂贵仪器的使用、教学学时的限制等难题。数字化教学设计的有效融入，不仅让学生可以提前对路径进行优化，也可加深对实验理论的理解以及实验内容的掌握。数字化设计内容主要包含两个方面：一是采取线下“分段式”数据采集，利用数学建模对提取温度及溶剂、展开剂及洗脱剂比例配置、柱层析硅胶的高度等因素进行数值模拟，学生可通过设置不同条件数值，对预测结果进行分析，并继续进行条件优化；二是利用虚拟仿真技术，实现实验结果的动态可视化展示，帮助学生进行回流等实验装置的搭建，以及高效液相色谱(HPLC)等仪器的操作，该部分教学评价将会根据实验结果以及操作的重复次数进行自动评分。数字化设计将充分调动起学生的主观能动性，在保证有效成分活性的同时，也能提高对植物利用与保护的意识，建立起环保理念。

关键词： 早龄期混凝土   轴心抗压性能   数值模拟   内聚力模型   随机骨料  

摘要： 为研究早龄期混凝土的轴压性能，对龄期为1 d、3 d、5 d、7 d、14 d和28 d的混凝土圆柱体试件进行了轴心抗压试验，并使用Python脚本在ABAQUS软件中生成了基于三维随机多面体骨料和零厚度内聚力单元的细观有限元模型。结果表明：混凝土的抗压刚度、抗压强度及其对应的轴向应变均随龄期的增加而增大；所提模型能够准确预测早龄期混凝土的轴压性能。在此基础上，深入分析了早龄期混凝土在轴压破坏过程中的损伤状态、裂缝分布和传力机制，揭示了龄期对这些机制的影响规律。

关键词： 主余震序列   空腹重力坝   塑性损伤模型   破坏过程   残余变形   损伤耗散能  

摘要： 针对空腹重力坝抗震安全评估问题，研究主余震序列作用下空腹重力坝的非线性地震响应过程。首先从PEER数据库选取主震和余震地震动时程构建主余震地震序列。然后依据空腹坝信息建立三维有限元模型，以弹塑性损伤模型模拟坝体材料的非线性特征，以附加质量模拟库水的动水作用，计算主余震序列作用下空腹坝的非线性地震响应过程。最后，分别从坝体损伤区、坝顶残余变形和损伤耗散能三个角度探讨主余震序列对空腹重力坝非线性地震响应的影响。结果表明：余震会对空腹坝造成显著的附加破坏，主要表现为主震破坏区的延伸。当余震峰值衰减系数为0.8526时，3条余震引起的残余变形分别占总残余变形的24.2%、24.1%和26.3%；在损伤耗散能方面，3条余震引起的损伤耗散能分别占总损伤耗散能的38.8%、49.6%和47.1%。结果说明评估余震的影响对确保空腹重力坝的抗震安全是有必要的。

关键词： 一维水动力模拟   水质模型   数值模拟   突发水污染   南水北调中线  

摘要： 南水北调中线总干渠受跨渠桥梁运输及汛期外洪等影响，存在突发水污染风险。为此，构建了统一的水动力水质模型，通过***方程组模拟普通渠段水流运动，并结合节制闸、分水口、倒虹吸、退水闸等特殊结构处的连续方程和能量方程，实现了全线统一建模，避免了分段建模的复杂性。基于断面控制体，建立了一维水质模型，确保污染物质量守恒，提高了模拟精度。模型以FORTRAN90语言开发，实现突发水污染扩散及处置在线预演。模拟结果表明，关闭分水口、增加退水闸排水量可显著提高污染物排放效率，节制闸关闭速度对污染控制效果至关重要。研究为中线突发水污染事件的防控提供了技术支持。

关键词： 泄水闸   泄流曲线   原型观测   数值模拟   低水头枢纽  

摘要： 为解决低水头枢纽设计泄流曲线精度不高的问题，基于泄流曲线差异成因分析，提出一种结合水力学计算、原型观测和数值模拟的泄水闸泄流曲线率定方法。以赣江中游某航电枢纽为例，基于ADCP测流技术开展发电和泄洪工况流量原型观测，并结合水力学计算和三维CFD数值模拟对枢纽泄流曲线进行率定，提出了可适应现场变化边界条件的泄水闸控泄和敞泄泄流曲线族。研究表明，NHQ曲线插值法计算发电引用流量精度较高，可用于分析枢纽总出库流量中发电和弃水流量占比。经率定的泄流曲线与实测数据偏差在5%以内，可供枢纽调度运行使用。研究成果可为类似工程泄流曲线率定提供借鉴。

关键词： 安全评价   云模型   改进D-S证据理论   Wasserstein距离   信息熵  

摘要： 针对传统评价方法中主观性较强和监测数据中不确定性导致评价结果失真的问题，基于土石坝的实测数据建立了测点监控模型，以各测点残差为基础划分安全等级区间，结合云模型提取云特征值并计算云相似度，实现了单测点的局部安全评价。将云模型的评价结果作为D-S证据理论的基本概率分配解决了其需要主观构建而导致的主观性问题；考虑到大坝评价等级的连续性，采用Wasserstein距离衡量证据间的冲突性，并结合信息熵理论分析证据的可用性，克服了多证据融合时存在的高冲突性和不确定性，增强了评价结果的可靠性。将所建立的云模型-改进D-S证据理论耦合模型应用于宁夏刘家沟水库土石坝渗压安全评价，结果表明，2024年4-6月刘家沟水库土石坝的评价等级均为“正常”，与其他改进D-S证据理论的评价结果一致，且所建模型对“正常”的支持度最高，印证了该模型的适用性和优越性，研究可为土石坝的渗压安全评价提供参考。

关键词： 洋中脊   转换断层   动力学   岩浆供给   热演化   数值模拟  

摘要： 大洋转换断层是三类板块边界之一,为地球内部物质和能量循环提供重要通道,对理解全球板块构造具有重要意义.近年来,对大洋转换断层的研究取得了显著进展,包括形态结构、地壳增生模式、应力应变状态、脆韧性变形构造、断层地震分段性和对称性等.岩浆与构造的综合效应共同塑造了转换断层的形态结构:扩张速率与板块年龄差异反映了转换断层系统的热结构特征,进而影响岩浆作用的强弱;而岩石圈应力状态与板块运动控制着构造与断层的形成.三维动力学模型揭示了洋中脊岩浆活动增强破坏了断层的稳定性,导致转换断层的动态演化.此外,转换断层地震活动的最大深度受控于岩石圈热结构,对刻画断层摩擦性质和了解地震活动规律至关重要.基于近期综合研究成果,本文综述了大洋转换断层的构造特征、三维形态结构与岩石圈热结构,探讨其岩浆-构造协同演化与地球动力学机制等重要科学问题.未来,综合高精度观测和理论模拟研究,将有助于加深理解转换断层的深部过程与成因机制,为完善全球板块构造理论提供重要科学依据.

关键词： LNG储罐   数值模拟   LNG泄漏   液池   气云扩散  

摘要： 为探究泄漏孔径对LNG储罐泄漏扩散过程中液池及扩散气云的影响，应用Fluent软件采用欧拉-欧拉模型和Realizable k-ε模型系统研究了泄漏孔径对LNG泄漏扩散过程的影响。结果表明：LNG持续泄漏过程中，一部分LNG迅速闪蒸汽化形成可燃气云，其扩散行为分为重气堆积、快速扩散和气云稳定3个阶段，受储罐绕流和风场作用，扩散气云形状随泄漏扩散时间由“扇叶状”发展为前端“叶状分叉”；液池面积随泄漏时间呈先持续增大至逐渐稳定不变，且泄漏孔径越大，液池面积变大；泄漏孔径越大，气云中各点的峰值浓度越大，气云的扩散范围越大，扩散形成的可燃气云体积越大，即泄漏孔径越大，泄漏形成的燃爆风险范围越大。

关键词： 采空区稳定性   数值模拟   Mathews稳定图解法   稳定性评判标准   安全评价分级   采空区处理措施  

摘要： 采空区稳定性分析是地下矿山工程设计的重要研究内容。本研究以羊拉铜矿为工程背景，通过理论计算与数值模拟相结合的方法，建立了采空区危险性分级体系，并提出了相应的治理措施。研究过程中，综合运用Mathews稳定图解法和FLAC 3D数值模拟方法，对矿区218个采空区进行了系统评估。首先采用Mathews稳定图解法，基于不同中段和岩性条件下的水力半径计算结果，将采空区划分为稳定区、过渡区和崩落区三类。随后，通过三维地质建模构建数值分析模型，结合岩石力学试验参数，运用FLAC 3D软件进行数值模拟分析。模拟过程中采用Mohr Coulomb准则、位移容差准则和塑性区贯通法三种评判标准，将采空区稳定性分为稳定、基本稳定和不稳定三类。研究结果显示：根据《金属非金属地下矿山采空区安全技术规程》，羊拉铜矿采空区中Ⅰ级（风险极高）占32.2%(70个)，Ⅳ级（风险较低）占45.8%(100个)。基于分级结果提出的针对性治理措施，为矿山资源回采和采空区防治提供了科学依据。本研究建立的分析方法、评价标准和处理措施对类似矿山的采空区稳定性评估与治理具有参考价值。