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关键词： 致动盘   双高斯分布   尾流模拟   k-?湍流模型   机舱   塔筒  

摘要： 风电机组尾流场模拟精度是风电场设计阶段的关键问题。工程中，均匀体积力分布的致动盘耦合RANS方程，被广泛应用于风电场微观选址。然而，上述致动盘忽略了实际体积力的非均匀分布特征，并且未考虑机舱和塔筒对尾流恢复的影响。因此，提出一种双高斯分布致动盘模型(BGD-ADM)的风电机组尾流场模拟方法。考虑现有体积力沿风轮径向的若干种分布规律，提出双高斯分布致动盘源项；结合k-?-Kasmi湍流模型，以及机舱和塔筒源项，建立一种新颖的双高斯分布致动盘的风电机组尾流数值模型。以英国GH风洞实验和荷兰Sexbireum陆上风电场实测为研究对象，对所提模型进行验证。结果表明：所提模型在保证远尾流模拟准确的前提，大幅度改善了近尾流预测精度。

关键词： 前缘运移   CT饱和度测试   非均质性   数值模拟   注气速度  

摘要： CO2气驱过程中，对气相前缘运移及影响因素的研究有助于我们预防气窜，改善开发效果。基于长岩心CO2驱替实验及X-CT测试，揭示了非均质性对气相前缘运移的影响。通过抽提机理模型数值模拟总结了非均质条件下的压力前缘、组分前缘、气相前缘的运移特征，明确了不同的注入速度对气驱前缘运移的影响规律。研究表明：气驱前缘的运移速度会随着渗透率的上升而增大，高渗岩心中的气相前缘运移速度比低渗快25%以上；机理模型中，七点法情况下压力前缘接近六边形，而气相前缘和组分前缘接近于菱形；随着注入时间的增加，气相前缘的移动速度先减小后增加，后期移动速度上升速度越来越大，且注气速度越大，气相前缘移动速度越快。研究结果为低渗油藏气驱开发的前缘预测及控制提供依据。

关键词： 颗粒流   热浮升   DUGKS   高热导率   二次碰撞  

摘要： 为考察多颗粒系统的流动传热特性，采用数值模拟方法研究了高热导双颗粒在冷流体中的热浮升过程。数值方法为多尺度离散统一气体动理学格式(DUGKS)。模拟的参数范围如下：垂向间距2 ≤ H/D ≤ 5、水平间距2 ≤ S/D ≤ 4、相对角度15° ≤ θ ≤ 75°、雷诺数20 ≤ Re ≤ 80以及格拉晓夫数500 ≤ Gr ≤ 2000。结果表明，竖直放置条件下，颗粒间距较近时一次接触后又会迅速发生二次碰撞。水平放置时，颗粒间吸引效应明显，碰撞前均会发生旋转，首次碰撞出现在下降阶段，且不产生翻滚现象。θ减小，颗粒相互作用增强，越易发生多次碰撞。H/D增大，颗粒的最大浮升高度下降。此外，随着Re增大，颗粒浮升能力减弱，当Gr增大时，颗粒的首次碰撞时间提前，上浮能力更强。

关键词： 土石坝   震害调查   坝顶震陷   灰色关联度分析法   抗震设计  

摘要： 基于国内外典型地震中155个土石坝地震震害调查样本数据，分析了土石坝震陷规律，并基于灰色关联度分析法对土石坝地震关键影响因素进行了研究。结果表明：震陷率上包线随地震动峰值加速度和震级的增大而增大，随震中距的增大而减小，近场范围内震陷率较大，震中距达到100～150 km时，震陷率已很小；土坝的震陷率上包线值最大，其次是心墙堆石坝，面板堆石坝最小；修建时间越早，震陷率上包线值越大，反映出施工设备和筑坝施工方式的演变所带来的大坝填筑质量的差异；地震动峰值加速度、震级、坝型、修建年份、震中距5项因素对震陷率的影响依次减小，但不存在绝对主导因素。依据震陷规律和关键影响因素分析结果，结合水工抗震规范对土石坝地震残余变形预测和控制进行了讨论，给出了土石坝抗震安全变形控制标准及设计原则，可为土石坝抗震设计、地震残余变形预测和控制提供指导。

关键词： 边坡开挖   隧道衬砌   应变软化   隧道改扩建   数值模拟  

摘要： 以黄土岭隧道改路基边坡开挖工程为研究对象，建立边坡下穿隧道三维模型。利用FLAC3D有限差分数值计算软件，采用应变软化本构模型对边坡进行分步开挖计算，研究分析了边坡开挖对下穿隧道结构拱顶、左右拱腰、左右边墙以及底板各部位位移、主应力以及安全系数等方面的影响。结果表明：四到八级边坡开挖数值模型计算得出的隧道各部位变形、应力水平及安全系数均在允许值范围内。将数值模拟计算得出的隧道拱顶变形趋势与现场实测结果对比，实测结果与数值模拟结果接近，上部边坡开挖对隧道结构安全稳定性影响较小。

关键词： 隧道通风   粉尘扩散   CFD-DPM方法   数值模拟   通风风速  

摘要： 粉尘是影响隧道施工人员健康和掘进安全的重要因素之一。为获得风速与隧道粉尘扩散规律的关系,以沙滩头隧道为工程背景,提出基于CFD-DPM数值建模方法,并引DEM碰撞模型,采用ANSYS Fluent构建隧道三维有限元计算模型,对风速分别为9、12、15和18 m/s工况下,隧道内的气流流动、粉尘扩散和呼吸平面粉尘浓度分布规律开展研究。结果显示,隧道内具有两个高风速区和中部低风速区,高浓度粉尘云的移动与风管出口风速呈近似线性相关。在四种风速条件下,粉尘完全扩散出巷道所需时间分别为150 s、110 s、90 s和80 s。根据隧道内通风时间和粉尘浓度关系,通风全过程可分为通风初期、通风中期和通风稳定期,不同风速条件下在隧道呼吸平面上的最高粉尘浓度分别为111.02、93.26、71.24和67.73 mg/m3。现场实测表明,模拟结果与现场实测数据吻合良好。本研究可为沙滩头隧道合理的通风设计以及安全施工提供依据。

关键词： 爆轰叠加效应   缺陷圆环   断裂行为   数值模拟  

摘要： 针对爆轰叠加效应下缺陷圆环断裂行为问题，理论分析了含波形调整器装药中爆轰波传播过程，获得了波形调整器厚度的取值范围，在设计的战斗部结构基础上，采用试验验证的数值模型研究了蒙皮参数、波形调整器参数、矩形切口参数、炸药类型对缺陷圆环断裂行为的影响规律。研究结果表明：波形调整器能够实现多源同步爆轰叠加并作用在圆环上，圆环能够在爆轰波叠加压力作用位置（M位置）和矩形切口位置（D位置）同时发生断裂；蒙皮相对厚度、切口相对深度及切口相对宽度越大越不利于M位置的断裂；爆轰波叠加压力、切口相对间距及作用在D位置的爆轰波曲率半径越大越利于M位置的断裂；当蒙皮相对厚度H/T为0、切口相对宽度为K/R为0.015、切口相对间距J/R为0.45～0.88、沟槽相对间距L/R2为0.39～0.77、沟槽相对宽度G/R2为0.1～0.167、装药类型为Comp B炸药或Octol炸药，切口位于圆环外壁时，圆环能够同时在M位置和D位置发生断裂，且具有较大的毁伤威力。研究结果可为破片战斗部结构设计提供新的思路。

关键词： 鱼类游动   狭窄通道   壁面效应  

摘要： 本研究数值模拟了狭窄通道内的三维自推进鱼体游动，其中鱼体摆动方向与上下壁面平行。研究发现，在相同雷诺数(Re)下，随着通道变窄(上下壁面间隙减小)，鱼体游速增快，功耗降低。在较高雷诺数(Re=2600)下，本研究的壁面间隙范围内，功耗始终低于自由游动，而在较低雷诺数(Re=410)下与自由游动功耗相比，存在不同的间隙区间。进一步研究了Re数的影响，结果表明，相同通道高度下，随着Re数降低，鱼体游速降低，但始终高于自由游动，鱼体功耗提高，但始终低于自由游动。最后，为了探究其中的物理机制，分析了鱼体产生的涡旋结构和涡量场，发现壁面效应提高了尾流射流强度，从而增大游速和降低功耗。相反的，Re数下降导致尾流射流强度下降和模式改变，从而减小游速和提高功耗。

关键词： 气顶油藏   水动力屏障   数值模拟   油气过渡带  

摘要： 通过探讨气顶油藏屏障注水提高开发效果的机理，对气顶油藏屏障注水运移规律、实现油气分隔及压力拟合因素进行分析，利用数值模拟技术证明了气顶油藏在油气界面处建立注水屏障，可以防止油气互窜。模拟结果表明，当注水屏障形成初期，注入水分别向气顶和油环流动，补充了油区和气区的地层能量，既有效抑制了气顶膨胀，又减缓了油气界面运移速度，降低了油井生产气油比。当注水屏障形成后，注入水切断油区与气区的通道，保持了油气区之间的压力平衡和产量稳定，提高了油气过渡带的稳定性和整个油田的采出程度。通过优化气顶油环屏障注水参数，结合哈萨克斯坦K油田气顶油藏的开发实践，优选出注水井距离油气边界150 m，注水井井距400 m，采油井井距200 m的注水屏障方案，既保证了油气缓冲区合理开采，还能充分利用气顶能量，该方案在矿场实践中取得较好应用效果。

关键词： 托卡马克   内扭曲模   增长率   环径比   拉长比   三角度  

摘要： 托卡马克高约束等离子体位形有从由大环径比圆位形向小环径比大拉长比和大三角度发展的趋势，然而高约束等离子体常伴有内扭曲模引起的锯齿振荡现象，严重影响等离子体的输运和约束。本文利用非线性磁流体代码CLT详细地研究了等离子体环径比、拉长比和三角度对锯齿模线性增长率的影响。结果表明: (1)环径比增大锯齿模线性增长率减小; (2)随拉长比增大锯齿模线性增长率受环径比调制，环径比较小时，拉长比增大不利于锯齿模稳定，环径比较大时，拉长比增大有利于锯齿模稳定; (3) 随拉长比增大锯齿模线性增长率受正三角度调制，拉长比小于1.2时，正三角度增加增长率增大，不利于锯齿模稳定；拉长比大于1.2时，正三角度增大增长率明显减小，有利于锯齿模稳定。(4)随三角度增大锯齿模线性增长率变化受环径比和拉长比调制且关系较复杂。模拟结果总体表明环效应对线性增长率影响较大，大的拉长比和正的三角度组合有利于锯齿模稳定，线性阶段由环径比、拉长比和三角度共同调制。本研究对未来设计托卡马克等离子体先进位形有参考意义。