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关键词： 深水钻井   开路钻井   井喷   羽流   数值模拟   风险防控  

摘要： 针对深水开路钻井钻遇浅层气，发生井喷后，流体运动规律不清晰的问题，首先采用Mixture多相模型模拟井喷后流体的流动过程，考虑海水温度、压力分布特性，建立了包含海域与钻井井筒的深水开路钻井井喷模型，并通过网格无关性验证确保模型的准确性。然后结合中国南海的地质特征与流体物性，利用所建模型分析了井喷后羽流的形成演化规律：井喷流体在喷出井口后会经历湍流喷射、卷吸弯曲、对流扩散等阶段，最终形成底部狭窄、顶部宽阔的羽流；在运移过程中，井喷流体与海水接触形成天然气水合物，水合物在一定高度因环境压力和温度变化而分解。最后基于多工况井喷羽流模拟结果，通过无量纲数分析建立了井喷羽流风险定量评估模型，并根据井喷羽流危害分级系数，将井喷羽流风险划分为微小、轻微、一般、危险、非常危险及灾难性6个等级，制定了相应的风险评估图版，并基于安全屏障原理，从预防、减缓与控制3个层面构建了深水开路钻井井喷防控方法。研究表明，利用所建模型可以预测井喷羽流的运动范围，评估井喷羽流的安全风险，为深水开路钻井井喷后制定应对措施提供科学依据，有助于提升深水钻井作业的安全性和可靠性。

关键词： 簸箕型进水流道   水泵水力性能   数值模拟   模型试验  

摘要： 为研究不同簸箕型进水流道形式对水泵水力性能的影响，本文设计了三种簸箕型进水流道方案，基于CFD软件k-ε湍流模型进行数值模拟，选择最佳进水流道对水泵装置整体进行数值模拟，并通过模型试验对比分析了不同叶片安放角下的水力特性，验证进水流道设计的合理性。最终结果表明：泵装置在设计扬程为3.70m，流量为5.38m3/s时，叶片的最佳安放角度为0°，效率为73.80%，临界空化余量为7.26m；最高净扬程4.70m，水泵流量为5.04m3/s工况下，效率为76.58%，临界空化余量为7.18m。在不同的叶片角度下，水泵装置模型在净扬程约0.7m至进入马鞍区前平稳运行；叶片脉动振幅差异较小，水压力脉动对机组运行无显著影响，突出了最佳簸箕型进水流道的优势，研究结果可为同类型试验提供一定的参考与借鉴。

关键词： 隧道工程   层状软岩   数值模拟   工法对比   监控测量  

摘要： 以五指山隧道为依托，探究层状软岩隧道初期支护结构的变形机理，结合数值模拟结果和现场监测数据分析采用三台阶六分部开挖法和三台阶七步开挖法后衬砌结构的受力特征。研究表明：隧道开挖对层状软弱围岩扰动过大，破坏了岩体的完整性，为地下水的侵入创造了条件，使围岩劣化，最终导致初期支护结构变形；采用三台阶六分部开挖法后，衬砌结构的最大主应力极值和最大沉降量相比三台阶七步开挖法分别下降约15.6%、13.1%;左边墙位置在接触压力和混凝土应力监测中均承受最大拉应力；左拱腰和拱顶位置分别在接触压力和混凝土应力监测中受到最大压应力；在层状软岩隧道中采用三台阶六分部开挖法更优于三台阶七步开挖法。

关键词： 盾构隧道   下穿地铁车站   切削桩基   数值模拟   沉降变形  

摘要： 为保证既有车站结构安全以及线路正常运营，以沈阳地铁6号线盾构下穿地铁车站围护边桩工程为背景，结合数值模拟和理论计算，研究了盾构下穿地铁车站围护边桩施工对地表及既有车站的影响。结果表明：盾构下穿车站施工过程引起的车站底板沉降具有明显的阶段性，双线隧道下穿车站过程中车站底板的沉降量占最终沉降的62%,该阶段是车站底板沉降控制的关键阶段；地表沉降槽形状呈“V”型向地表两侧扩散；边桩的竖向位移与切桩长度成正比，位于车站底板下方的桩身沿隧道轴向位移要大于底板上方边桩的轴向位移；在考虑桩长损失、桩端阻力损失、刀盘旋转、刀盘顶推等引起的损失的情况下，对盾构切桩后桩基承载力的问题进行计算，结果表明切桩后桩基承载力满足要求。

关键词： 相变冷板   沸腾换热   数值模拟   相变实验  

摘要： 随着电力行业的发展，IGBT（insulated gate bipolar transistor）热流密度不断增加，现有的散热方案将难以满足未来对IGBT散热的要求。相变冷却作为一种高效、节能、可靠的换热方式，成为了近年研究的热点。本文提出一种错齿流道结构，利用Ansys Fluent进行了数值仿真，研究了在入口过冷度5℃，制冷剂（R245fa）体积流量0.38～7.1L/min下错齿流道冷板的相变散热特性，并与直流道冷板的散热效果进行对比。同时，搭建了错齿流道冷板的重力自循环两相冷却热测试平台，实测并验证了错齿流道冷板的散热能力。结果表明：错齿流道冷板在保持出口干度为0.6，入口体积流量为0.38L/min时，可将热流密度12.5W/cm2的热源温升稳定控制在38.1℃。相较于直流道其表面温升降低了66.6℃，散热能提高了63%。本研究可为相变冷却技术的发展和相变冷板的结构设计提供指导。

关键词： 竖井   平洞   连接段   爆破振动   控制技术   数值模拟  

摘要： 为了研究爆破动载作用下竖井与井下平洞连接段围岩的振动响应，以江西奉新抽水蓄能水电站竖井爆破开挖工程为背景，利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，模拟分析了竖井与井下平洞贯通爆破振动影响下井下平洞拱肩和拱顶围岩的有效应力和峰值振速。结果表明：在贯通爆破施工动荷载作用下，下平洞围岩峰值振速的衰减速率随爆心距的增大而减小；拱肩和拱顶位置的有效应力与峰值振速均差异较大，其中拱肩和拱顶处上最大的有效应力和振速，拱肩比拱顶小69.3%和72.78%。结合爆破振动损伤判据，设计的爆破参数条件下，拱肩围岩处于安全状态，拱顶围岩有发生轻微的拉伸层裂的可能，现场试验验证了分析的可靠性；同时，提出下平洞拱顶预留保护层的控制方法，在保护层厚度0.4 m时振动速度平均可降低47.02%。研究成果为类似条件竖井连接段爆破施工提供参考。

关键词： 溶液法   SiC单晶   晶体旋转   数值模拟  

摘要： 溶液法是生长低缺陷高品质碳化硅（SiC）单晶的重要方法，针对6英寸溶液法生长SiC单晶系统，建立了感应加热和热质传递全局数值分析模型，考虑了洛伦兹力、离心力、热浮力以及表面张力对溶液流动的耦合作用，研究了晶体旋转对溶液中速度场、温度场、碳浓度场、晶体生长速率以及坩埚壁面碳溶解析出的影响规律。结果表明，溶液中洛伦兹力的存在使得低晶体转速下的流场十分复杂，晶体转速需要控制在合适的范围内，使得生长界面下方由输运决定的碳浓度分布与生长界面处由温度决定的碳浓度分布相协调，才能获得均匀且高的SiC单晶生长速率。晶体转速过小使得SiC单晶生长速率很低，过大导致生长速率径向均匀性下降，转速为25 r/min时SiC单晶的平均生长速率较高且沿径向分布均匀性较好。进一步分析了溶液—坩埚交界面碳组分的溶解和析出，定位了坩埚壁面溶解较快区域和SiC多晶颗粒生成区域，并结合速度场预测了多晶颗粒的去向。研究结果为溶液法生长6英寸SiC单晶提供了科学依据。

关键词： 水库   混凝土   重力坝   裂缝  

摘要： 水库堆石混凝土重力坝因其结构稳定、施工便捷、经济性好等优势,在水利工程中得到了广泛应用,其施工过程中易受材料特性、温度应力及施工工艺等因素影响,从而导致坝体出现裂缝,进而影响结构的耐久性和安全性,因此裂缝防治是确保大坝长期稳定运行的关键技术,本文主要分析了水库堆石混凝土重力坝施工工艺与裂缝防治技术。

关键词： 智能水闸   自动控制   数据分析   远程监控  

摘要： 本文探讨了智能水闸控制系统的设计与应用,重点分析了系统的关键技术,包括传感器与检测技术、自动控制技术、通信与远程监控技术以及数据分析与决策支持技术。通过采用无线传感器网络、5G通信技术与云平台技术,智能水闸系统能够实时监控水位、流量等关键参数,并精准调节闸门开度。系统的自动控制技术如PID控制和模糊控制确保了水闸的精确调节,进而提高了水资源的管理效率与安全性。以中国某大型水库为例,本文展示了该智能水闸系统在实际应用中的优秀性能,包括高精度的水位测量、快速的响应时间及系统的高可靠性。该系统的实施提高了水库的调度效率和防洪能力,对于未来水利工程的智能化管理具有重要意义。

关键词： 土石坝填筑   高效施工   分区填筑   智能碾压   水分调控  

摘要： 土石坝作为水利工程的核心构筑物,其施工质量与效率直接影响工程整体进度和安全性能。随着现代水利工程规模不断扩大,传统填筑方法已难以满足高效施工需求。本文针对大型水利工程中土石坝填筑环节,通过分析填料特性、碾压参数、施工组织和质量控制等关键因素,提出了分区填筑优化、智能化碾压控制、水分调控精准化和施工工艺创新等高效施工方法。实践表明,这些方法可有效缩短施工周期,提高填筑质量,降低工程成本,对提升我国水利工程土石坝施工水平具有重要参考价值。