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关键词： 深大基坑   数值模拟   现场监测   优化设计  

摘要： 以北京市朝阳区某基坑工程实例为研究对象,采用数值分析的方法和借助Midas GTS有限元仿真软件模拟基坑开挖过程,并结合现场监测实测数据分析了水平位移与地表竖向沉降的变化,同时研究了土钉倾角、桩间距、桩径、锚索间距等参数对结构变形特性的影响。结果表明:基坑桩身最大水平位移和地表最大竖向沉降变形各情况下的大小:实测数据<基坑支护设计方案<预警值。土钉倾角在15°~20°时,整体联合支护结构的安全系数较合适,地表竖向位移沉降最小。锚索间距为(1~1.1)d时,支护桩桩身水平位移最小;桩间距越小,支护桩限制桩身水平位移与地表沉降的效果越显著;桩径为1 m时,支护桩设计合理性与经济实用性综合评价最高。

关键词： 封隔器式膨胀机构   膨胀管   数值模拟   井管修复  

摘要： 封隔器式膨胀管技术被研发用于水文地质勘探护壁和破损井管补贴修复,具有成本低、工艺简单的特点。为了使封隔器能满足膨胀管的要求,对封隔器膨胀机构进行了改进,利用封隔器对不同性能的管材进行了试验,根据试验结果决定选择316L不锈钢作为膨胀管管材。为了研究封隔器式膨胀管两次膨胀过程中膨胀压力与膨胀管长度和厚度变化的关系,通过Abaqus软件对φ219 mm×4 mm的膨胀管膨胀过程进行数值模拟,以获得膨胀过程中的应力和应变变化情况,并用同样规格的膨胀管进行野外试验,模拟结果与试验结果进行对比,结果表明模拟结果与实际示范结果基本相同,说明数值模拟结果可以作为实际施工的参考。

关键词： 斯特林制冷机   旋转式   高工作温度   红外探测器  

摘要： HOT(High Operation Temperature)红外探测器成为第三代红外探测器技术的重要发展方向,针对HOT红外探测器用微型斯特林制冷机的应用需求,对HOT器件用旋转整体式斯特林制冷机进行了数值模拟和实验研究,研究结果表明:在所研究结构参数和运行参数范围内,随着回热器丝网目数的增加,制冷机的制冷量增大,制冷机的热力学效率先增大后减小;存在最优回热器长度、回热器单位冷端质量流量的气体流通面积、密封间隙、运行频率和充气压力使制冷机的热力学效率最大;当压缩活塞与气缸的间隙大于7μm时,制冷机的制冷量和热力学效率急剧减小,而当排出器与冷指的间隙为80~90μm时,制冷机性能达到最优;加工并装配的制冷机样机降温时间为2.73 min@150 K@23℃,制冷机降温过程中最大功耗为14.4 W,稳态功耗为4.8 W@150 K@23℃,制冷量为0.65 W@150 K@23℃。

关键词： 旋喷泵   叶轮   数值模拟   流场分析   结构优化  

摘要： 为了研究叶轮形式对旋喷泵性能的影响,以XP300-3型旋喷泵为研究对象,基于RNG k-ε模型对闭式、半开式、全开式3种形式叶轮进行定常与非定常数值模拟,研究分析不同叶轮形式对旋喷泵内、外特性以及动力学性能的影响.研究结果表明:闭式叶轮的扬程比其余2种叶轮高约11%,而全开式与半开式叶轮的扬程相近;从内部流场压力分布看,闭式叶轮高压区相比其余2种叶轮更广,其静压占比也更高;从内部流体湍动能分布来看,半开式与全开式叶轮在集流管壁面附近区域湍动能要明显高于闭式叶轮;而通过非定常计算观察3种叶轮发现,半开式叶轮运行稳定性较差,闭式与全开式叶轮均具有较好的运行稳定性.研究结果可为旋喷泵叶轮设计及水力优化提供一定参考.

关键词： (RHT)模型   纳米混杂合成纤维混凝土(NCSPFRC)   分离式霍普金森压杆(SHPB)   数值模拟   参数敏感性分析  

摘要： 研究RHT(riedel-hiermaier-thoma)模型参数对混凝土动态力学响应的影响规律。基于纳米混杂合成聚丙烯纤维混凝土(nano cellulose synthetic polypropylene fiber reinforced concrete,NCSPFRC)的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bars,SHPB)冲击试验结果和RHT模型原始文献参数,采用Hyper-Mesh和LS-DYNA有限元软件进行数值模拟。研究结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合度较低,峰值应力和峰值应变的模拟值相对试验值误差均超过35%,直接使用RHT模型原始文献参数无法准确描述不同强度等级、类型混凝土的动态力学响应。在此基础上,对RHT模型参数的敏感性进行了分析,并根据分析结果对模型参数进行修正,修正后的RHT模型参数所得模拟结果与试验结果具有良好的一致性,相较试验值其模拟峰值应力和峰值应变的误差值大多低于7%,在允许误差范围内。这表明修正后的RHT模型能够较准确地描述NCSPFRC的动态力学性能,同时也验证了该研究采用的参数调整方法的正确性和可行性。

关键词： 复吹转炉   二次燃烧喷头   造渣   热效应  

摘要： 以100 t转炉供氧参数为基础,通过k-ε模型计算,设计二次燃烧氧枪喷头并描述转炉内流体的湍射流特征。设计副孔直径13.3 mm、倾角38°、8个副孔的二次燃烧氧枪喷头,在氧气流量24500~26000 m ^(3)/h,工作氧压0.85 MPa条件下应用于工业生产。工业试验表明:二次燃烧氧枪喷头可满足正常的转炉造渣要求;相对常规氧枪喷头,在氧流量上限26000 m 3/h时,二次燃烧氧枪喷头有更好的冶炼效果,有利于控制转炉喷溅和溢渣;二次燃烧氧枪喷头可发挥炉内CO二次燃烧效果,提升钢水温度23.80℃,提高废钢比1.48%,有较好的应用效果。

关键词： 半刚性节点   钢梁节点   力学性能   数值模拟  

摘要： 基于上海榕融氧化铝连续纤维制品工业化生产与制备产业园项目,本研究改进提出了一种新型半刚性钢梁节点,并给出了建议的理论计算方法。进一步建立了误差在10%以内的可靠模型,并深入研究了该新型节点在抗弯性能方面的表现。结果表明:其形变幅度符合极限状态下柱宽形变不超过3%的规范要求,采用五边形加固形式的试件极限弯矩较三角形和四边形加固分别提升6.18%和6.40%,且H形钢梁形成了塑性铰。在五边形加固基础上进一步改类双腹板设计,并不会对半刚性节点设计造成明显影响,还可显著提升节点35%的屈服承载力及27%的极限弯矩,充分证明了设计的合理性与结构的可靠性。本研究为该类新型节点应用提供了重要的理论支撑。

关键词： 液氢球罐   预冷   数值模拟   相变   物理场  

摘要： 大型液氢球罐在投入使用时需要进行罐体预冷以避免因热应力过大而破坏球罐。预冷过程会消耗大量冷量,因此采用合理的预冷方法十分重要。以2 000 m^(3)液氢球罐为研究对象,建立三维数值模型,采用液氮/液氢分级预冷法,通过数值模拟分析了入口流量和预冷介质对球罐预冷过程中温降速率和罐内物理场变化的影响。结果表明:不同入口流量下的温降速率变化趋势一致,均在预冷的第2 h达到峰值后衰减。采用小入口流量作为初始预冷流量,分时段调节入口流量使温降速率保持3~3.5 K/h时,完成预冷所消耗的介质更少且预冷更均匀。液氮预冷前中期,罐壁温度最高点和最低点出现在球罐侧上方和侧下方;液氮预冷后期及整个液氢预冷阶段,罐壁温度最高点和最低点出现在球罐顶部和底部。受壁面温度场影响,预冷过程中最大热应力出现在球罐的顶部及右上方,建议重点监测此区域的应力情况。在预冷后期,罐内流场存在多个流动缓慢的小涡旋,罐内整体温降速率基本不变。

关键词： 基坑   现状水闸   三维模型   灌注桩   位移  

摘要： 为研究采用灌注桩加内支撑的支护型式基坑开挖过程中对现状水闸位移及沉降的影响,文章以某外江堤防闸站建设工程为例,采用Midas GTS NX有限元建立三维模型,并结合现场实际监测数据分析。结果表明,若合理选择拆撑时间并将主体结构底板两侧与灌注桩之间回填混凝土,使基坑底部形成底撑,会减少现状水闸沉降以及减小灌注桩水平位移。

关键词： 气旋浮设备   含油污水   浅层沉降   碟片束   除油率   数值模拟  

摘要： 通过采用中空环形内筒和锥台状碟片束浅层沉降强化理念,提出了一种新型立式气旋浮设备的结构设计方案,并开展了工艺设计研究。为确保实现预期工作性能,重点对锥台状碟片束浅层沉降强化气旋浮二次分离的作用机理和结构参数优选开展数值模拟研究。采用响应曲面法对新型立式气旋浮设备开展了四因素三水平的初步结构优化设计研究。结果表明:在相同模拟边界条件下,常规内筒内旋式气旋浮罐内部增设消旋和锥台状碟片束结构后,可使整体除油率提升45.22百分点;随着锥台状碟片个数的增加,除油率呈现先急剧上升后缓慢上升的趋势;随着碟片径向或轴向间距的增大,除油率呈现先升高后下降的趋势。基于优化后结构参数组合的除油率较优化前提升了9.77百分点;在不同进水含油浓度和分流比下,优化后结构的除油率变化范围控制在6百分点以内,表明其对水质波动具有较好的适应能力。