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关键词： 露天煤矿   岩体参数   数值模拟   FLAC^(3D)   滑动模式  

摘要： 为了研究露天煤矿碎裂结构岩体参数确定难、边坡变形失稳频繁和控制难度大等问题,本文基于某露天煤矿北帮碎裂结构岩体的地质特征,采用滑坡参数反演确定滑坡区域的黏聚力和内摩擦角参数,对滑坡区域不同变形程度A、B两剖面进行数值模拟,利用FLAC^(3D)软件分析了边坡失稳破坏模式下边坡变形、塑性区分布规律及边坡滑移模式,基于分析结果探讨了边坡角参数优化。研究结果表明:对北帮边坡的滑坡区域进行参数反演,得到杂色泥岩的黏聚力为32.46 kPa、内摩擦角20.29°。剖面A的最大临坡面位移达到9.3 m,最大竖直位移达到6.6 m,其拉伸破坏区主要集中在坡面中上部,剪切破坏区集中在坡脚和坡体中部,受拉剪破坏的影响较大;剖面B的最大临坡面位移达到0.017 m,最大竖直位移达到0.012 m,其拉伸破坏区较少,剪切破坏区集中在坡脚和坡体内部。确定了边坡的破坏模式为沿底板泥岩的顺层剪切-拉裂破坏模式,与现场观测的滑坡失稳现象一致;随着边坡角度的减小,安全系数呈非线性上升趋势,塑性区高度显著降低。当边坡角选取为40°时,安全系数为1.23,塑性区高度为6 m,此时能够有效保证边坡的稳定性。结合现场监测数据与数值模拟技术,精确反演了岩体力学参数,并揭示边坡失稳的力学机制,为类似地质条件下的边坡设计提供了参考。

关键词： 数值模拟   燃煤锅炉   湿法脱硫   喷淋塔   流场优化  

摘要： 针对燃煤电厂脱硫塔阻力过高,导致脱硫效率降低、污染物排放浓度增大等问题,采用数值模拟的方法分析了喷淋塔内气液两相流动,计算了阻力并利用现场测试数据对模拟结果进行了验证。结果表明:喷淋浆液改善了吸收塔烟气进出口处的流场均匀性;吸收塔的塔内阻力与锅炉负荷、喷淋层间距、液气比、烟气平均流速呈正相关。进一步通过加装液体再分配装置、设置入口倾角和烟气入口挡板可以优化吸收塔内的流场,提高吸收塔的脱硫效率。

关键词： 隧道火灾   排烟竖井   自然排烟   排烟效率   隧道纵坡   数值模拟   FDS  

摘要： 为研究不同纵坡条件下隧道排烟竖井的合理参数,该文以隧道内温度、流速及竖井排烟效率为指标,利用FDS软件建立数值模型,分析了隧道纵坡、竖井宽度、竖井长度参数对火灾通风排烟效果的影响。研究结果表明:各纵坡条件下,随着隧道竖井宽度及长度的增加,隧道内最高温度降低、竖井排烟效率提高,但竖井宽度对最高温度及排烟效率的影响大于竖井长度的影响;隧道纵坡与竖井宽度存在一定关系,当竖井宽度不大于4 m时,增大隧道纵坡可有效降低火源上方拱顶温度,而当竖井宽度达到5 m后,隧道纵坡的增大可提高排烟效率;在正坡度方向,隧道纵坡增大使得烟气运动速度加快。该文结合研究结果及相关行业规范,建议在隧道结构安全的前提下适当增大竖井尺寸,并考虑隧道纵坡的影响。

关键词： 海底盾构隧道   双层衬砌   承载特性   数值模拟   安全控制指标  

摘要： 为探究海底盾构隧道双层衬砌结构承载特性,以甬舟高速公路复线金塘海底隧道为工程背景,考虑双层衬砌界面黏结损伤力学效应,建立盾构隧道双层衬砌结构三维弹塑性损伤模型,研究高水压条件下管片结构与二次衬砌联合承载力学特性,明确双层衬砌结构安全承载状态。研究结果表明:(1)与单层管片方案相比,双层衬砌叠合结构极限承载力与结构刚度分别提升66.3%、200.8%,复合式衬砌结构承载力及横向刚度提升较小,仅分别提升7.1%与16.9%。界面黏结强度损失越大,隧道结构极限承载力越低,隧道适应变形能力越差。(2)在叠合结构承载过程中,管片及二次衬砌结构均存在超出极限承载力的风险。二次衬砌拱底呈现小偏心受拉状态,该处极易产生贯穿裂缝;二次衬砌拱腰呈现小偏心受压状态,该处易发生压溃破坏;复合结构管片及二次衬砌均呈现大偏心受压状态,结构无贯穿裂缝产生,但结构裂缝宽度存在超出规范限值的风险。(3)基于叠合结构二次衬砌变形破坏特征及复合结构剩余承载力指标,提出盾构隧道双层衬砌结构安全控制指标。

关键词： 内燃机吊环模具   磨损机理   表面温度   数值模拟  

摘要： 针对内燃机吊环模具的磨损问题,系统分析了其磨损机理及滑移速度、表面温度对磨损行为的影响。通过实验与数值模拟相结合的方法,探讨了吊环模具在高温度、高压环境下的磨损特性。通过有限元模拟验证了模具温度场分布及应力应变规律,为优化模具结构设计、材料选择及工艺参数控制提供了理论依据。本研究为提升吊环模具使用寿命及服役性能提供了重要参考。

关键词： 防爆柴油车   井下受限空间   Fluent模拟   CO运移规律  

摘要： 随着智能化矿井的建设与实施,防爆柴油车已被广泛用于井下运输。由于煤矿巷道空间相对狭小和封闭、气体流通条件较差,其作业过程中产生的CO不易排出,对作业设施及工作人员的安全造成了潜在威胁。为此,利用Fluent软件模拟井下防爆柴油车怠速启动状态,探究风量、风向以及温度多因素条件下防爆柴油车尾气中CO的扩散运移规律。结果表明:防爆柴油车受到与行驶方向同向的顺风作用时,风速较小情况下CO沿水平方向排出且有横向运移趋势,随风速的提高CO运移范围会明显缩小,且少量CO有向下运移趋势;当受到逆风作用时,风速较小情况下CO存在向后上方运移的趋势,随风速的提高CO运移范围缩小且有横向运移趋势;当温度升高时,CO的运移范围增大且积聚的CO浓度提高。

关键词： 结构面   流变   本构模型   数值模拟  

摘要： 为了探究了软弱夹层对库岸边坡的稳定性影响,开展了库岸边坡软弱泥页岩夹层剪切流变试验。结果表明,软弱泥页岩夹层具有明显的流变特性,饱水环境下泥页岩夹层的蠕变特性更加显著,其蠕变曲线不仅包含衰减蠕变、等速蠕变还出现加速蠕变。应用非线性黏弹塑性流变本构模型对实验结果进行拟合,得出非线性黏弹塑性流变本构模型能很好地表征软弱夹层的流变特性。通过二次开发,对边坡工程在干燥和饱水情况下的稳定性进行了数值模拟分析,得出软弱结构面的流变特性降低了边坡的长期稳定性。

关键词： 波浪模拟   浮式风机平台   OWC装置   动网格   运动响应  

摘要： 浮式风机是深远海电力供应的主要手段,在复杂的海浪作用下,浮体往往具有很大的运动幅度,对风机平台运动响应的预测以及结构增稳是目前学者关注的主要方向。本文通过数值模拟方法对单个浮筒平台的水动力及运动响应展开研究,将振荡水柱波能装置集成于平台,探究其对结构的运动响应的影响。数值模拟基于开源计算流体力学平台OpenFOAM,采用waves2Foam造波工具完成造波及消波,利用流体体积函法(Volume of Fluid, VOF)捕捉气液交界面。利用六自由度(6DOF)动网格求解器求解结构运动响应。结果表明,该结构的固有频率为1.82 s,规则波作用下,入射波频率在1.8 s时,结构整体运动响应达到峰值。将OWC装置集成于浮式平台,结构运动幅度得到较大的减小,垂荡位移的降低幅度为20%,纵摇幅度减小了80%,说明OWC波浪能装置可以通过转化部分波浪能为气动能,从而达到结构增稳的目的。

关键词： 半固态射压成形   AM60B镁合金   方向盘骨架   缩松缩孔   数值模拟  

摘要： 以AM60B镁合金重卡方向盘骨架半固态射压凝固过程为研究对象,针对铸件厚大部位在凝固过程孤立液相区难以补缩的问题,利用ProCAST软件,优化了模具冷却排溢系统,并确定了最优生产工艺参数。在铸件厚大部位的模具内局部设计冷却管路,以改变局部冷却条件,并结合工艺参数调整,针对模具改进后的凝固过程进行了模拟分析。结果表明,最佳工艺参数为射压半固态浆料温度598℃,射压速度2 m/s,模具预热温度为160℃。该参数下,收缩类缺陷含量由2.27 cm3降低至0.23 cm3,减少了89.8%,满足实际生产要求。

关键词： model ice   LS-DYNA   Tsai-Wu failure criterion   cantilever beam test  

摘要： In the past few decades,the navigation performance of ships and structures in ice-covered waters has not been fully studied,especially the influence of ice mechanical properties on icebreaking *** bending strength is a key ice parameter for predicting ship ice loads,and accurate ice bending strength is also the key to scaling model tests results to real ***,numerical simulation studies on model ice bending strength of ice tanks are often *** this paper,an explicit finite element method model is used to simulate the ice cantilever beam test,and the failure load and bending strength of the ice are *** this model,the Tsai-Wu failure criterion is used as the material constitutive model,and the required simulation parameters are obtained from the model ice test in ice *** sensitivity analysis shows that the cantilever beam size of the model ice has a significant effect on the flexural *** results show that proper rounding at the root of the cantilever beam is beneficial to reduce stress concentration and obtain more accurate bending strength;the thickness,width and length of the cantilever beam should conform to a certain ratio,and consistent with the ITTC recommended ***,the results of this study can promote model ice experiments and numerical studies and provide ice strength data support for ship design and polar ship maneuvering.