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关键词： 大空间料场   分层送风   喷雾   欧拉-拉格朗日方法   数值模拟  

摘要： 为了探究大空间料场中不同气流组织对喷雾降尘效果的影响，使用Fluent软件并采用欧拉-拉格朗日方法，对大空间料场中不同送风方式的喷雾降尘效果进行数值模拟研究。采用分层送风方式调节工作区域的气流组织，分析不同送风方式的流场特性。通过对比测点的粉尘浓度和降尘效率，评估不同送风方式的降尘效果。研究结果表明：当上、下排条形风口同时送风时，流场更加均匀稳定。这种气流组织有助于限制粉尘扩散范围，减小粉尘向其他区域扩散的可能性。综合流场均匀性和降尘高效性等因素，可得出结论：当上、下排条形风口同时送风时，测点粉尘浓度更低、扩散范围更小、测点的降尘效率更高，能够有效实现大空间料场的降尘。

关键词： 高速列车   瑞利面波   数值模拟   椭圆极化率频散   隔振效果  

摘要： 传统工艺中一般采用开挖沟渠的方式来减少高速列车运行对周边建筑物的影响，为了探究该方法的有效性，采用数值模拟与现场实验相结合的方式来验证隔震沟的隔振效果。基于大型有限元软件，通过对比数值模型与现场实验结果，分析高铁列车经过高架桥时瑞利面波椭圆极化率的频散特征。结果表明，高速列车从高架桥通过时与单点震源激发类似，呈现均匀稳定的面波传播特征，当线路设有隔振沟时，后方地基的振动会表现出一定的抑制作用，隔振效果明显。

关键词： 数值模拟   地球动力学   地质建模   数值方法   地球系统   有限元法  

摘要： 当前，数值模拟技术已成为探究地球动力学过程的重要手段。本文综述了数值模拟在地球动力学研究中的应用现状、主要算法和代码并探讨了发展前景。数值模拟通过对连续方程组进行离散化,并利用数值算法求解,从而高效模拟地质过程,预测地球系统的动态变化。本文系统阐述了有限元法、有限差分法、边界元法和有限体积法等主流数值方法的原理、特点和适用条件；并重点探讨了有限元法在构造应力场和断层动力学模拟中的应用、有限差分法在地震波传播模拟中的应用、边界元法和有限体积法在断层力学和孔隙流体流动模拟中的应用。通过对比分析不同方法的优缺点,揭示了多种数值方法耦合是未来地球动力学数值模拟的重要发展方向；随着高性能计算技术的进步和大数据时代的到来,数值模拟技术将在地球系统科学研究中发挥越来越重要的作用。

关键词： 高陡危岩   数值模拟   运动轨迹   围岩加固   综合防治   稳定性  

摘要： 针对浩吉铁路高家山隧道洞口段高陡危岩存在落石发育，严重影响线路施工与运营安全的问题，通过三维激光扫描技术得到点云数据，建立危岩体与隧道洞数值模型，分析危岩落石运动轨迹和边坡的稳定性，并提出针对性防治技术。结果表明：隧道洞口高陡危岩体的发育类型主要为坠落式和倾倒式，最大位移量达到24 mm；危岩失稳后大部分落石会与高家山隧道出口洞口、白水川大桥和薛寿路发生碰撞；采用主动防护网和垫墩式压力注浆锚杆结合技术加固危岩体，采用钢筋混凝土挡砟墙和被动防护网建立消能降速平台。

关键词： 洪涝致灾   雨箅子堵塞   数值模拟   泄流能力  

摘要： 近年来，我国频繁发生的洪涝灾害给人民的生产生活带来了严重的威胁。雨水口泄流能力对区域路面雨水的排放和整个管网的排水能力有巨大影响，为了探究雨箅子堵塞程度对管网排水能力的影响，以陕西省西咸新区某排水分区为例，基于GAST模型和SWMM模型构建耦合一维管网和二维地表的城市雨洪过程数值模型，并根据现场调研成果，确定了几种常见的雨箅子堵塞情形，采用情景分析法模拟分析不同降雨重现期和雨箅子堵塞状态下的雨水口排水过程。采用纳什效率系数验证模型模拟结果的合理性，对两场降雨进行验证的纳什效率系数分别为0.71和0.80，表明构建的模型模拟精度较高，模拟结果可靠。在百年一遇极端降雨下，雨箅子堵塞75%时过流能力降低57%，堵塞25%时过流能力降低17%；随着降雨强度的增大，管网排水能力受雨箅子堵塞程度的影响增大。

关键词： 血管内支架   结构设计   支架贴壁不良   数值模拟   生物力学  

摘要： 针对适形贴壁支架“适形”和“可行”的矛盾，探究不同平滑设计方案对支架力学行为和贴壁效果的影响。基于三维投影方法，对投影区域用最小二乘法进行拟合（拟合阶数1～6分别对应模型1～6），达到对适形贴壁支架平滑的效果。模拟6组支架在斑块钙化程度不同的狭窄血管中的压握、扩张过程，分析了弯曲刚度、支架崎岖度、面积残余狭窄率、接触面积分数和接触体积分数等指标。结果显示，弯曲刚度、支架崎岖度、面积残余狭窄率、接触面积分数和接触体积分数均随拟合阶数的增加呈上升趋势。其中模型1的接触面积分数和接触体积分数最小，未完全钙化斑块环境中分别为77.63%和83.49%，完全钙化斑块环境中分别为72.86%和82.21%，“适形”性最差；模型5和6的支架崎岖度的值较为接近，分别为32.15%和32.38%，制造和植入的“可行”性最差；模型2、3、4在两种斑块环境中具有相近的面积残余狭窄率。可见，对投影区域用最小二乘法进行2～4阶拟合获得适形贴壁支架较为合理；其中，在完全钙化环境中，2阶拟合获得的适形贴壁支架性能更好。

关键词： 气溶胶   沉积核函数   数值模拟   矩量法   两相流  

摘要： 密闭空间的颗粒沉积的精密预测在环境和工业领域具有至关重要的意义。本研究的重点通过修正矩量法中的沉积核函数，使得粒子沉积核函数更加接近精确值从而增强预测模型的准确性。首先，通过引入线性算子修正了坎宁汉滑移系数，使得过渡区沉积核函数更接近精确解。然后，基于对数正态尺寸分布理论，采用矩量法（MOM）建模气溶胶粒子的沉积模型，并对过渡区尺寸范围的粒子的分布结果进行预测。最后，通过对比修正解、传统矩量法解、解析解及精确解，结果表明：矩量法修正解在颗粒数浓度、平均几何标准差和颗粒尺寸分布方面表现出更高的精度。在粒子的过渡区尺寸范围内，与传统矩量法解相比，修正解的颗粒数浓度相对误差降低了43.43%。最后本文还通过文献中的实验数据进一步验证了过渡区内沉积核函数的修正效果。

关键词： 非线性光学   深紫外   调谐   相位匹配   四次谐波  

摘要： 紫外光具有短波长、高光子能量等优点，然而，200 nm以下的深紫外激光很难直接产生，且常用的光学材料对于深紫外激光都有很高的吸收。非线性频率转换方法可以提供深紫外宽带光源，但现有的方法无法兼顾高效率与宽调谐范围。本文通过模拟计算验证，级联β-BBO晶体可以实现高效率、宽范围的深紫外光转换，在激光器输出波长650nm～1050nm、基频功率3.5 W、重频80 MHz、脉冲宽度150 ps条件下，级联β-BBO晶体四次谐波可实现186-262.5nm的深紫外光输出，在227nm处最大转换效率可达28.6%，可满足宽调谐范围与高转换效率的要求。

关键词： 煤炭原位热解   富油煤   水平井   产能预测   能量回报率  

摘要： “双碳”目标下“取氢留碳”成为煤炭清洁利用的必然选择，煤炭原位热解为国内油气增产提供了新思路，科学预测富油煤原位热解产能对于项目经济性和能量回报率评估至关重要。目前针对中深层富油煤原位热解的研究较少，考虑真实围压条件的块煤热解实验尚未见到报道，为预测中深层富油煤原位热解产能、查明油气生产规律，提出基于中深层煤炭原位热解特点的水平井开发方式，开展了三塘湖盆地两套主力煤层的块煤覆压热解实验，建立了基于Boltsmann函数的八道湾组富油煤覆压热解产率评价模型和U型水平井产能预测方法，并对油气产能变化规律、能量回报率进行了讨论。研究表明：① 煤炭原位热解具有资源丰度高、气体产物清洁低碳、地质风险小等优势，U型、L型、多分支水平井可采用间歇或连续方式生产。② 八道湾组煤比西山窑组煤具有更高的焦油和煤气产率，焦油在400～500 ℃时产量达到峰值，围压具有降低热解产物传质能力的负面作用和提高传热效率的正向作用，温度低于400℃时负面作用占据主导，随着温度升高，正向作用逐渐占据主导。煤气在300～400 ℃时产量快速增大，400～600 ℃时产量增速减缓，600 ℃后产量快速降低，煤气中H2和CO随温度增加单调递增，CH4和CO2随温度先增后减，施加围压后更有利于八道湾组煤的煤气生产。③ 富油煤热解产物产率随温度增加呈现“缓慢增大—快速增大—趋于平稳”的S形变化规律，Boltsmann函数能够较好的拟合富油煤热解产物产率变化规律，直线形和三角形井网分别形成类矩形和类圆形的温度场，井间煤层达到有效热解温度（350℃）所需的水平井井距分别为4.5和5.5 m，三角形井网的加热效果优于直线形井网。④ 油气产能分为“初期低产、中期快速上产、后期稳产”三个阶段，按照煤的导热系数为1 W·m-1·℃-1预测，单口U型井生产5年的焦油、CH4、H2产能有望达到1.56×104t/a、260.21×104m3/a和201.83×104m3/a，能量回报率能达到2.09，热解水和焦油在热解产物中质量占比最大、产能最先企稳，煤气中CH4和CO2质量占比最高，CO2随生产年限先增后降，CO和H2随生产年限单调递增，加热后期的产能贡献主要来自于煤气中CO和H2。⑤ 等热值情况下，煤炭原位热解相比地面煤燃烧减碳97%，理想情况下热解产生的CO2能够通过半焦层吸附埋存以实现自身“碳中和”。总体来看，煤炭原位热解具备规模发展的资源基础、技术可行性以及良好的经济前景，是一项具有发展潜力的化石能源清洁低碳开发新技术。

关键词： Beaufort-Mackenzie海域   北极风暴   海冰密集度   海冰模式   SWAN模型   海浪  

摘要： 在全球气候变暖导致北极海域开冰期延长、开冰范围增加、海浪强度增强的背景下，极地海域海冰作用下海浪的精确模拟仍是待解决的科学问题，风暴过程中剧烈运动的海冰使得极地海域海浪模拟更加复杂。本研究基于Beaufort-Mackenzie海域2008年开冰期西北向北极风暴（2008年10月5日—2008年10月8日）的风、浪及逐日海冰数据，研究风暴期间海冰密集度、发展阶段及海冰尺寸的变化，并取适用于该海冰状态的海冰模式，以SWAN模型数值模拟风暴过程中剧烈变化的风速、风向和海冰对海浪强度的影响，揭示风暴过程中海冰剧烈运动情形下Beaufort-Mackenzie海域各区位的海浪变化特性。对采用实际海冰信息的海冰模式、不同海冰密集度为固定边界进行Beaufort-Mackenzie海域数值模拟海浪进行了对比，探讨了不同海冰处理方法对极地海浪数值模拟的适用性。