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关键词： 激光熔覆   数值模拟   性能分析  

摘要： 为提高高强钢的使用寿命及服役性能,选用In718粉末对高强钢表面进行了激光熔覆研究。采用瞬态热传导模型对In718在30CrMnSiA基体上的激光熔覆过程进行模拟,获得不同扫描速度条件下的熔池温度场及冷却速率分布,并在不同扫描速度(6、9、12 mm/s)下制备了熔覆涂层。利用光学显微镜和硬度计研究了激光扫描速度对熔覆涂层微观结构和硬度的影响。结果表明,当激光功率不变时,扫描速度的增加加快了凝固部分与基体间的热传导,使熔池凝固时的冷却速度加快,过冷度增大。过冷度越大,凝固产生的晶粒越细小。根据模拟结果得出,提高扫描速度可以有效减小激光熔覆的稀释率及热影响区。不同扫描速度熔覆层自顶部至底部的显微组织演变均从等轴晶变为树枝晶最后转变为平面晶。随着扫描速度的增加(6、9、12 mm/s),熔覆层晶粒逐渐细化,但其显微硬度呈下降趋势。当扫描速度为6 mm/s时,熔覆层的平均显微硬度分别较9 mm/s和12 mm/s时高出3.57%和11.7%。

关键词： 超声速燃烧室   组合燃油喷注   掺混性能   燃烧性能   数值模拟  

摘要： 本文在马赫数6来流下对支板/壁面组合燃油喷注的超声速燃烧室性能进行了数值模拟研究。主要分析了不同喷注方式下冷流场的流场结构、煤油穿透深度、煤油掺混效率及燃烧场的沿程马赫数分布、总压恢复系数等,从而获得了超声速燃烧室的掺混性能及燃烧性能。研究结果表明,在燃油当量比较高时,支板单独喷注掺混效率会大幅度下降,而组合喷注可以在保证较高穿透深度的同时使掺混效率维持在较高水平。此外,在组合喷注工况下,避免燃油喷注过于集中,适当增加相邻两处喷注位置的距离可以进一步提高燃烧室的燃烧性能。

关键词： 超疏水壁面   微通道   有效滑移长度   横向流动特性   液气界面  

摘要： 对具有周期性凹槽结构的超疏水平行板间的微通道横向流动特性开展数值模拟,研究超疏水壁面的液气滑移界面为曲面时,空气槽占比a(气槽宽度与周期单元长度之比)、通道半宽(h)以及雷诺数(Re)对流场结构、滑移速度与压差(减阻特性)的影响。结果表明:因液气界面的扰动,流动偏离平板剪切流;滑移速度随着a的增大而增大,随着h的增大而减小;低Re时流体黏性占优,速度场呈对称分布,超疏水壁面扰动影响显著;高Re下流体惯性增加,主流动能增加对壁面扰动的抑制增强,相较于低Re下速度分层明显,滑移速度减小,滑移速度峰值位置向空气槽出口处逼近;有效滑移长度随a的增大而增大,随着Re的增大逐渐减小,h的变化对有效滑移长度无明显影响;h取较小值时,在较低Re下压差Δp随着a的增大而减小,而高Re下或h取较大值时,Δp随a的变化不明显,表明此时主流对壁面扰动的抑制作用加强,超疏水壁面的影响减弱。研究结果为超疏水壁面微通道结构和参数的优化设计提供了参考。

关键词： 布风器   局部阻力系数   结构优化   数值模拟  

摘要： 文中针对CUK-350型"L"型布风器,基于计算流体动力学(CFD)方法建立物理模型并划分网格,通过FLUENT软件模拟六种入口流量下的流场特性,分析速度云图、压力云图及局部阻力系数。提出四种改进方案,对比原型阻力系数发现:改进I型效果最优,局部阻力系数平均降至1.4561,较原型降低29.7%,且大风量下性能提升显著,气流稳定性增强。

关键词： 水闸   不可避让论证   红树林湿地   技术审查  

摘要： 沿海地区的堤防、水闸、泵站等水利工程,随着附近红树林的扩繁,水利工程管理范围与红树林湿地范围存在一定程度的重叠情况,当这些水利工程需要加固改造或拆除重建时,有时难以完全避让红树林湿地,按相关规定需要开展不可避让红树林湿地论证工作,并提请省级水行政主管部门出具评估意见。针对目前水利工程不可避让红树林湿地论证报告编制技术标准缺乏的实际情况,为提高论证报告编制质量,以某海堤水闸重建工程为例,从技术审查角度提出论证报告编制要点和技术审查工作的关注点。

关键词： 船型网箱   网衣载荷   密实度   水动力响应   数值模拟  

摘要： 船型网箱是一种新型的大型海洋养殖网箱,由大型浮体、网衣、钢架、系泊缆等组成。不同于传统海洋平台,船型网箱的大量网衣会影响其在波浪中的运动和系泊响应。该研究建立了一种时域耦合方法用于波浪中浮式网箱的响应分析,首先利用三维势流理论计算网箱浮体的水动力系数,然后利用状态空间法模拟浮体辐射力,并通过莫里森方程求解钢架及网衣等的水动力,建立网箱整体运动方程,研究了无网衣、刚性网衣、柔性网衣3种模型以及不同网衣密实度的网箱运动和系泊响应。结果显示,网衣使网箱纵荡增幅超26%,由于网衣的阻尼效应,垂荡和纵摇响应会减弱。柔性网衣比刚性网衣的阻尼效应更明显。该研究结果可为大型网箱在前期设计阶段提供工程借鉴和设计依据。

关键词： 顶抽巷   瓦斯抽采   瓦斯治理   数值模拟   覆岩裂隙  

摘要： 为解决新景煤矿3111采区顶抽巷布置层位难以确定的问题,采用FLUENT数值软件探究了不同垂直层位(距煤层48,53,58 m),不同水平层位(距回风巷43、48、53 m)条件下的采场瓦斯体积分数分布特征,并开展工程验证。结果表明:采用顶抽巷可有效治理采场瓦斯超限问题。垂直层位变化的条件下,抽采范围与抽采效果存在互斥影响。距离煤层53 m,距离回风巷48 m是适用于3111采区顶抽巷的合理参数。监测结果表明:基本顶破裂会致使裂隙带大规模发育并产生漏气现象,导致顶抽巷瓦斯体积分数发生降低,并伴随着上隅角与回风巷的瓦斯体积分数升高。在后续的周期来压过程中,仍会表现出类似的特征,但上隅角与回风巷的瓦斯体积分数随工作面的持续推进表现为下降趋势。

关键词： 水工混凝土结构   多病害检测   语义分割  

摘要： 针对现有水工混凝土结构无人机智能巡检深度学习模型通用性差、漏检误检率大和模型复杂度高等问题,以水工混凝土结构常见裂缝、剥落和渗水3种主要隐患为研究对象,在DeepLabv3语义分割模型的基础上,将模型的骨干网络变换为轻量化网络MobileNetV2的特征提取网络从而建立一种新型隐患识别通用模型。为验证模型的有效性,首先用无人机搭载红外-可见双光相机采集了三种隐患的图像,并构建隐患数据集;接着将新建模型、原模型、PSPnet模型和Unet模型在隐患数据集上训练,从分割精度、模型处理速度及模型大小方面对四个模型的效果进行对比分析;最后计算分割出的隐患部位的面积,以进行隐患部位损伤程度的评估。结果显示,提出的新模型mIoU达到81.34%,mPA达到86.38%,模型大小仅有22.18MB,单张图片分割时间可达358ms。相较于其他三个模型,分割精度、速度、模型轻量化均有显著提升,能够满足工程实时检测需求。

关键词： 横河   水闸工程   深基坑   施工工艺  

摘要： 文章对黄埔区横河水闸工程中深基坑施工工艺进行了研究。首先,介绍了工程背景和基坑支护方案设计,然后详细描述了基坑开挖步骤和深部监测方法。接着,通过实际监测数据对基坑西侧支撑桩的水平位移进行了分析,并总结了施工过程中的关键问题和解决方案。研究结果表明,在良好的地质条件下,施工能够有效控制基坑的变形,确保工程的安全稳定进行。

关键词： 地下水循环   环境同位素   地下水动态   数值模拟   高放废物处置  

摘要： 水文地质条件是高放废物处置库选址和长期性能安全评价的重要依据,开展地下水循环特征研究尤为重要。以我国高放废物地质处置库北山新场预选地段及南部下游地区为研究区,综合采用多种环境同位素、地下水动力学以及数值模拟等方法,对区内地下水循环交替特征进行了深入研究。结果表明:浅部松散岩类地下水主要补给来源为现代大气降水,年龄一般小于30 a;深部基岩裂隙水交替、运移十分缓慢,地下实验室场址内深部地下水14C表观年龄大于10 ka;且区内地下水均未发现来自深部壳源和幔源水的补给;新场地段内地下水水位的垂向分层特征明显,均呈现浅部水头高而深部低的现象;远离沟谷的钻孔地下水与降水的关系不密切,地下水位多呈现周期性波动;地下水流系统可分为区域、中间和局部3个级次。局部水流系统循环交替作用最为活跃,水循环量接近总量的80%。区内的水文地质条件有利于高放废物地质处置,该结果为高放废物处置库选址提供依据。