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关键词： 公路隧道   全尺寸火灾试验   数值模拟   烟气扩散   通风控制  

摘要： 针对双洞长距离公路隧道的火灾烟气扩散特性和通风排烟设计,该文设计、开展了多组不同火灾场景下的全尺寸现场试验,分析了气流速度、烟气温度分布、烟气扩散时间等特征参数,获取了火灾情况下的烟气扩散信息,并基于现场试验开展了数值模拟工作,以研究不同机械通风模式的烟气控制效果。结果表明:自然通风条件下,火源上游温度最高点出现在3～4 m处;当机械通风方向与自然风相反时,虽然能稳定烟气层,使上游温度在竖直方向上随高度梯度分布,但也会导致通风的冷却效果减弱,提高烟气温度。此外,该文基于全尺寸试验结果开展数值模拟工作,研究设定工况下较优的通风模式。试验结果可为类似结构的隧道工程的防排烟设计提供数据支撑和技术参考。

关键词： 土工格室挡墙   间距式   变截面   数值模拟   安全系数  

摘要： 为了优化土工格室挡墙结构，改善边坡在荷载作用下的受力变形，采用三维数值模拟软件ABAQUS建立不同加筋挡墙厚度、间距、上部挡墙厚度和通长筋位置等工况下的数值模型，并对土工格室挡墙边坡的受力变形特性进行了分析，得出：素土边坡产生局部突变性破坏；格室柔性挡土墙边坡表现为整体性破坏，最大位移在H/6处，挡墙厚度由0增至5.65 m可使安全系数最大提高149%；挡墙间距增大则安全系数降低，间距从0增至40 cm安全系数降低了15.8%；上部挡墙厚度的减小使安全系数降低8.6%，且对水平、竖向位移影响较大；针对上述受力变形特点，提出了上部采用4 m长、下部采用5 m的土工格室条带加固，每根条带之间的间距为20 cm，路基顶面和挡墙变截面（1/2墙高）处加设与路基宽度等长的格室条带的优化土工格室挡墙方案，结合实际工程进行三维数值模拟研究。研究表明优化后的间距式变截面土工格室挡墙节约了大约45%的格室用料，且土工格室加固风化千枚岩使得实际路基回弹模量提升了1.59倍，已基本满足中等级沥青路面高速公路路基填筑要求。

关键词： 泥石流   Flo-2D   数值模拟   动力分析   风险评价  

摘要： 兰坪县位于云南省西北部，地质环境不良，近年来该地区受降雨影响泥石流灾害频发，但是该地区缺乏较为准确的灾害风险评价。为对该地区泥石流灾害进行防范预警，本文应用Flo-2D软件对兰坪县啦井村一历史典型泥石流灾害进行动力过程反演分析，基于反演所得模拟参数对另一泥石流易发沟道在20 a、50 a和100 a三种降雨重现期工况进行预测分析和灾害风险评价。结果表明，啦井村2#沟道泥石流淤积深度和最大流速随降雨强度的增大呈增加趋势，极端降雨条件下沟道底部淤积深度将超过2.5 m，流通区最大流速将大于5 m/s，泥石流携带更多的松散物于堆积区堆积，造成安全隐患。啦井村2#沟中高风险区主要分布在沟道中流速泥深较大、沟道周围民房较为集中位置以及泥石流堆积区域。研究结果可为该地区防灾减灾工程与泥石流早期预警等研究提供一定参考。

关键词： 地震   圆柱型储罐   液体晃荡   频率成分   峰值速度   峰值加速度  

摘要： 为了研究地震载荷下圆柱型储罐内液体的晃荡特性，选用15种典型的地震信号，采用计算流体力学软件Fluent进行数值仿真，以探究地震的频率、频率成分、峰值速度以及峰值加速度对晃荡波高和水动压的作用规律。结果表明：① 地震主频是影响自由液面响应的主要因素之一，当其接近储液的一阶固有频率时，会激发强烈的非线性晃荡现象，工程中应添加减晃装置;② 波高与地震峰值速度呈较强的正相关，并且低频成分的地震信号激发的波浪较其它频率成分的地震信号更为剧烈;③ 水动压在储罐上部呈对流模式分布，主要受地震主频和频率成分的影响，并与地震峰值速度和频率成分呈正相关;④ 水动压在储罐中、下部为脉冲模式分布，与地震峰值加速度呈线性正相关且下部的水动压增长速率明显大于中部。因此在抗震设计中，应加强罐壁下部的强度，尤其是峰值加速度较大的储罐放置场地。

关键词： 混凝土重力坝   水力劈裂模拟   静水压力   地震荷载   水下爆炸  

摘要： 针对混凝土重力坝水力劈裂扩展问题进行研究，构建混凝土断裂力学模型，采用黏聚力单元模拟裂缝扩展，建立静、动水力劈裂缝内水压计算方法。分别模拟静水压力、地震荷载和水下爆炸荷载作用下重力坝裂缝扩展过程，由计算结果可知，提出的混凝土重力坝水力劈裂计算模型在静水压力、地震荷载和水下爆炸荷载作用下对裂缝的分布和扩展均具有较好的模拟效果与参考文献结果相近。静水压力作用下重力坝裂缝扩展长度与水头高度正相关；在地震荷载作用下缝内水压力显著促进了裂缝的扩展长度；水下爆炸荷载作用下，冲击波首先在大坝上游坝面造成大面积破坏，随后向坝体下部扩展并集中在大坝中部和坝踵位置。研究成果为混凝土重力坝水力劈裂稳定性分析提供依据，对实际大坝工程中的裂缝控制和坝体安全管理具有重要参考价值。

关键词： 大浞河铁矿   采空区   地表   数值模拟   概率积分法   多维度  

摘要： 为了研究确定大浞河铁矿不明采空区对地表的安全影响，消除或控制采空区的危害影响，本文根据矿山前期开采资料、物探结果以及钻探结果，基本确定不明采空区的分布形态、规模及赋存关系等相关情况。采用理论计算和数值模拟的方法判断采空区对地表存在一定的安全影响，可能会冒落至地表，且地表已发生过塌陷，需要充填处理采空区。在采空区治理施工过程中发现，充填注浆方量比探测采空区体积小了许多，判断主要原因包括物探干扰、采空区垮塌、破碎带影响等。因此，为了进一步确定采空区对地表的影响程度，采用概率积分法对矿区范围内地表移动、变形进行了计算和分析，最终确定大浞河铁矿采空区地表处于基本稳定～稳定状态，不会对地表建（构）筑物及设施、设备造成不利影响，为矿山安全生产提供技术支撑和科学依据。

关键词： 沉积   物理模拟   数值模拟   浅水三角洲   泥沙比   岸线迁移   入口流量   前缘粗糙度  

摘要： 【目的】沉积物理模拟与数值模拟的融合是沉积模拟技术发展的必然趋势，笔者以浅水三角洲为例，开展沉积物理模拟和数值模拟的对比研究，探索二者一体化中存在的问题。【方法】选取泥沙比、岸线迁移速度（湖平面下降速度）、入口流量三个影响因素，分别采用沉积物理模拟与数值模拟方法对浅水三角洲进行模拟，并对两种模拟中沉积体长宽比、面积、前缘粗糙度进行对比分析。【结果与讨论】（1）泥沙比、岸线迁移速度（湖平面下降速度）和入口流量对浅水三角洲的长宽比、面积和前缘粗糙度的变化都有明显的影响；（2）从宏观形态上看，物理模拟与数值模拟结果具有一致性，且数值模拟显示1 000 m3/s的河口流量是浅水三角洲形态从方格状变为叶状的参考阈值；（3）在浅水三角洲形成的具体过程中，物理模拟与数值模拟有所不同，物理模拟显示浅水三角洲有两种发育机制，其一是分流河道分流与扇面片流交替所致的朵体与前缘交替生长，其二是河口不断改道所致的朵体交替生长，而在数值模拟中，浅水三角洲的成长过程始终伴随着决口导致旧分流河道的废弃、新分流河道和河口砂坝（朵体）的快速形成，朵体主要表现为指状，鲜见扇形朵体。这一研究对探索沉积物理模拟与沉积数值模拟的一体化具有参考意义。

关键词： 离子源   数值模拟   感应耦合等离子体   等离子体发生器  

摘要： 针对于一款放电腔直径为60 mm的射频感应耦合等离子体离子源，采用数值模拟的方法研究了射频天线和放电腔结构对氩离子密度分布的影响。结果表明，相比于均匀绕制线圈，非等匝间距的射频天线可有效提高所产生等离子体中氩离子平均密度与其径向均匀性均；氩离子密度随着放电腔高度的增大先增大后减小，在高度为38 mm时达到最大值；使用阶梯式介质窗虽然可以提高氩离子的密度，但也增加了其被溅射的风险。将模拟计算结果应用于离子源实验装置的研制，实现了0.24 mA氩离子束稳定引出。

关键词： SVEIAR模型   基本再生数   稳定性   数值模拟  

摘要： 根据已知的腮腺炎传播机制，本文运用常微分方程定性与稳定性理论，建立了一类具有疫苗接种且潜伏期传染的SVEIAR腮腺炎传染病模型，得出了模型的基本再生数.给出了平衡点的存在性并得到了当R0≤1时，无病平衡点全局渐近稳定；当R0> 1时，无病平衡点不稳定且地方病平衡点全局渐近稳定.选取江苏省腮腺炎患者病例数据，应用模型模拟了腮腺炎未来几年的流行趋势.敏感性分析显示，疫苗接种是影响腮腺炎的非常重要的因素.提高公众对腮腺炎的防范意识、制定有效的疫苗接种策略、加强锻炼能够提升机体素质以及免疫功能，从而预防腮腺炎的发生，进而控制腮腺炎的持续蔓延.