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关键词： 大断面巷道   松动圈   支护参数优化   围岩控制   数值模拟  

摘要： 王庄煤矿7112工作面大断面巷道因支护参数不合理,导致的巷道变形严重。拟采用现场监测、理论分析与数值模拟等方法,优化巷道支护参数;分析表明,大断面巷道围岩以两帮及顶板松动破坏为主,最大破坏深度达1.58 m。大断面巷道支护参数优化后的支护参数为,顶锚杆长度为2.6 m,间排距为0.85 m×0.85 m,顶锚索长度为8.3 m,采用“3-2-3-2”布置方式,间距分别为1.5 m、2.5 m。现场应用表明,上述支护措施能有效控制巷道围岩变形量,其中,顶板下沉量降低了59.2%,底板底鼓量降低了51.6%,煤柱帮移近量降低了59.1%,回采帮移近量降低了61.3%;大断面巷道变形得到了有效控制,可为类似大断面巷道支护提供工程指导与借鉴。

关键词： 组合煤层   数值模拟   理论计算   支架选型  

摘要： 晋能控股煤业集团马道头煤矿主采的3+5号为组合煤层,采用综放开采方式,采空区空间较大,矿压规律复杂,支架选型困难,利用UDEC数值模拟对8404工作面覆岩运动及矿压规律进行研究,得出工作面初步来压步距50 m,周期来压步距10 m;建立组合煤层支架围岩力学模型,理论计算得到液压支架工作阻力应大于550669 kN,为相似地质条件下的支架选型提供借鉴经验。

关键词： 黄河三角洲   泥沙冲淤   MIKE21   数值模拟  

摘要： 在人类活动影响与全球气候变化等因素持续影响下,黄河三角洲海岸始终处于动态调整状态。探究三角洲海岸线调整规律以及未来发展趋势,对三角洲地区经济发展和生态环境保护具有重要工程意义。本文基于MIKE21数学模型,建立2015年和2023年两个年份岸线条件下的泥沙冲淤模型,对比验证了刁口附近海域2015—2023年冲淤变化,验证了黄河泥沙模型设置的准确性;并在此基础上,设置了3组径流和泥沙工况,预测了现行河口附近海域2023—2030年的冲淤变化。结果显示:在2015—2023年间黄河2016年最小径流量下的输沙量工况下,现行河口处有少量冲刷,孤东近岸海域基本冲淤平衡,废黄河口处少量冲刷;在2015—2023多年平均径流量和输沙量工况下,孤东近岸海域东岸向有3 m左右淤积,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右;在黄河多年平均径流和输沙量的85%工况下,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右,孤东近岸海域东岸淤积可以达到1.5 m。研究结果可以更好地理解黄河三角洲海岸线的变化,为未来黄河口海岸带开发治理和可持续发展提供科学指导。

关键词： 神经信息传导模型   有限元方法   收敛性分析   数值模拟   动力学分析  

摘要： 神经系统是一个小型但复杂的综合系统,本文对FitzHugh-Nagumo神经信息传导模型,提出时间半隐欧拉格式的有限元算法.通过一维和二维的数值实验,验证了本文提出的时间空间离散格式数值求解FitzHugh-Nagumo神经元模型的有效性和可靠性,且与理论分析是一致的;同时,数值模拟可以在不知道神经元的空间结构和离子电流的情况下了解神经元是如何工作和处理信息的,有助于解释神经信息传导模型的一些生物学性质及复杂生物神经系统的信息传导等动力学行为.

关键词： 绕管式换热器   圆管   扁形管   液膜厚度   数值模拟   流体体积法  

摘要： 为探究异型管绕管式换热器壳侧流体降膜流动和分布特性,建立了绕管式换热器三维物理模型,并基于流体体积(VOF)法多相流模型进行了数值模拟,对比分析了圆管和扁形管的管外流体降膜流动特性。结果表明:圆管和扁形管的管外轴向降膜流动分布均呈现“波谷-波峰-波谷”形状;扁形管的管外流体降膜流动速度明显大于圆管;圆管的管外液膜最薄处为圆周角120°处,扁形管的管外液膜最薄处在90°~120°之间;随着管间距的增加,圆管和扁形管的管外液膜平均厚度均呈下降趋势,扁形管周向液膜平均厚度比等周长圆管小10%~29%;随着缠绕角的增加,扁形管的管周向液膜平均厚度比等周长圆管小4%~28%。因此,推荐使用扁形管替代圆管作为绕管式换热器的缠绕管。

关键词： 巷道开掘   参数估算   数值模拟   掘进技术  

摘要： 针对斜沟煤矿新开掘巷道围岩破坏严重的问题,首先应用Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则对采区岩体力学参数进行估算,在此基础上利用FLAC^(3D)软件对开掘巷道破坏机理进行数值模拟,揭示在开拓过程中巷道真实受力情况,通过数值模拟和现场实际情况,提出针对采区实际需求的掘支技术,并在现场进行了巷道变形量数据观测。应用效果表明,巷道开掘后两帮变形速度先快后慢,最大可达139 mm;顶板下沉变形速度先快后趋于稳定,最大变形量为85 mm,符合现场实际工程需求。

关键词： 地铁隧道   浅埋暗挖法   人行天桥   数值模拟   变形规律   控制方法  

摘要： 浅埋暗挖法因其施工工艺简单、地面干扰少、地层适应性强,成为了城市繁华地段地铁隧道建设的主要工法,然而其施工必然会对邻近建构筑物产生影响。依托北京地铁22号线某隧道CRD法施工工程,采用数值模拟方法,精细化模拟了施工竖井和横通道、CRD法双线隧道全施工过程,提出了天桥的变形控制指标,研究施工影响下邻近既有人行天桥的变形规律及其控制措施。

关键词： 涡激振动   弹簧刚度   计算流体力学   重叠网格   圆柱振子  

摘要： 为了研究不同刚度涡激振动系统对圆柱振子振动特性的影响,本文建立了单自由度涡激振动系统的仿真模型,采用计算流体力学(CFD)方法并结合重叠网格技术进行数值模拟。通过与公开发表的文献数据进行对比,验证了模型的精度和方法的可靠性。本文对时变流速下圆柱振子的振幅响应、频率响应和尾涡特征的变化情况进行了详细分析。仿真结果表明:当圆柱振子的振幅随流速的改变而降低时,调整弹簧刚度的大小,可使其保持较大的无量纲振幅和振动频率,并使尾流脱落旋涡之间的间距增大,且脱落模式由“2S”模式变为“2P”模式。

关键词： 冷却塔   风环境   CFD  

摘要： 采用CFD技术数值模拟分析了复杂建筑环境中不同冷却塔布置方案的气流分布和气流温度分布,比较了不同工况下冷却塔的热工特性,提出了改善冷却塔有效运行的技术措施。算例结果表明,CFD模拟是解决此类问题的有效手段;为其他类似冷却塔散热设计提供了一定的参考。

关键词： 高层建筑结构   盘扣架节点   受力性能   数值模拟  

摘要： 本文采用数值模拟方法对高层建筑结构盘扣架节点的受力性能进行预测,并通过实测数据采集验证模拟结果的可靠性。在数值模拟中,建立了相应的有限元模型,并考虑了材料的非线性行为。实测数据采集通过对实际高层建筑结构盘扣架节点进行应力、应变、位移、屈服荷载和极限荷载的测试完成。结果表明,数值模拟结果与实测数据在整体趋势上相近,但在具体数值上存在一定的差异。最大应力、最大应变和最大位移的实测值相较于模拟结果略有增加,而实测的屈服荷载和极限荷载相较于模拟结果也有所提高。大部分节点的实测与模拟结果差异都在5%以内。