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关键词： 浆体输送   计算流体力学   冲蚀磨损   稠密离散相模型   响应曲面法   数值模拟  

摘要： 为揭示浆体输送过程中铁精矿对管道的冲蚀磨损机理，提出了一种基于稠密离散相模型（DDPM）与响应曲面法（RSM）的浆体管道冲蚀磨损特性分析的方法，模拟浆体输送过程中铁精矿对管道造成冲蚀磨损行为，并分析单因素和多因素耦合对管道冲蚀磨损的影响。首先，结合铁精矿输送实际工况，建立计算流体力学（CFD）模型；其次利用公开数据集验证E/CRC(Erosion/Corrosion Research Center)冲蚀模型的准确性，表明该模型可用于计算矿浆管道的冲蚀磨损；最后，探究入口流速、颗粒粒径、颗粒质量流率及矿浆流动方向对管道冲蚀磨损的影响，设计RSM试验分析不同因素影响重要程度。研究结果表明：冲蚀速率随入口流速增加而增大，在1.5m/s～2.0m/s范围内管道的冲蚀磨损最小；随着粒径增大，冲蚀速率呈现先减小后增大的趋势，粒径大小为100μm时，能有效降低管道冲蚀磨损；随着颗粒质量流率增加，最大冲蚀速率先增大，后减小，最后趋于稳定，存在临界质量流率，结合管道运输的经济性，颗粒质量流率应大于2.5kg/s；三种流场因素对管道冲蚀磨损影响程度为入口流速>颗粒质量流率>颗粒粒径；多因素耦合下，入口流速与颗粒粒径对管道冲蚀磨损影响最大。本研究所提出的方法可为管道冲蚀防护提供理论依据。

关键词： 斜坡软土   地基处理   抗滑桩   坡脚加固   数值模拟   沉降控制   稳定性  

摘要： 结合西南地区某高速公路斜坡软基高填工点滑塌整治设计实例，提出反压护道结合复合地基、抗滑桩结合复合地基两种方案，从施工、造价、社会影响角度进行对比分析，确定选用抗滑桩结合复合地基方案，并通过三维数值模拟方法对该方案进行评估。采用该方案对路基整治处理后，其沉降变形控制效果显著。

关键词： 铁路路基   砂性土   浅水位地基   地震作用   数值模拟   动力响应   换填碾压  

摘要： 为掌握浅水位砂性土地基地震动力响应规律及换填处理对地震液化的控制效果，基于包银铁路某试验段，采用某典型有限差分数值计算软件进行分析。结果表明：在地震作用下砂性土地基竖向变形发生在路基填筑范围，水平位移发生在路基坡脚处，位移值随地震波加速度峰值增加而增加；在相同加速度峰值地震波作用下，随着深度的增加孔压比增长幅值随之减小，而孔隙水压力增长幅值随之增加；换填碾压处理能减少地震作用引起的变形，提升砂性土地基抗液化能力，随着换填深度的增加，孔压比与孔隙水压的增长幅度随之减小，孔压消散越容易。

关键词： 荒漠区   风力机   机阵引流   尾流   数值模拟  

摘要： 荒漠区风力机在吸收风能生产电力的同时，具有阻挡沙尘保持生态稳定的作用。为了探究风电场机阵引流降风阻沙效应，需要了解风电场风力机“机阵”的空间流场特性，为此本文采用数值模拟的方法分析了单台风力机空间流场特性，同时，对串列、并列风力机及串、并混合布局的风力机空间流场速度分布进行了研究。结果显示，减小并列风力机的间距可快速恢复风速；串列风力机其梯度对气流的收敛效果更突出，且对气流有一定的抬升作用；较串、并混合布局的等高风机阵列，梯度风机阵列能更好地抬升气流，其背面形成开阔的低速区，能有效降低地表风速，阻止沙砾启扬，实现降风治沙的目的，本研究可为风能利用与荒漠区防治协同发展的工程应用提供理论基础。

关键词： 浸没式冷却   电池热管理   参数敏感性   数值模拟  

摘要： 随着储能需求的快速增长，单体电池容量越来越大，大容量电池逐渐成为电化学储能系统的主流，然而现有电池组冷却系统的研究仍集中于小容量电池系统。本文对280Ah大容量电池组浸没式液冷系统进行研究，探讨了电池间距，冷却液进出口方式、进口流速、种类对冷却性能的影响，进一步分析了冷却液热物性参数对冷却效果的影响权重。结果表明：适当增加电池间距对浸没式液冷电池组冷却效果有积极影响，当电池间距由0mm增加至5mm时，电池组最大温差ΔTmax、最高温度Tmax分别降低14.3%、15.0%；冷却液进口位置对ΔTmax和Tmax影响大于出口位置的影响，进口位置对电池箱体内流场影响大于出口位置的影响；ΔTmax和Tmax随进口流速增加而降低，进口流速由0.2m/s增加至0.4m/s时，ΔTmax和Tmax分别降低21.1%、8.2%；去离子水冷却效果最佳，硅油冷却效果最差，去离子水相较于硅油ΔTmax和Tmax分别降低5.17°C、5.99°C；冷却液热物性参数对电池组冷却效果影响权重依次为密度、比热容、导热系数和动力粘度。本研究结果对大容量电池组浸没式液冷系统设计具有一定指导意义。

关键词： 蜂窝组合梁   抗火性能   梁端约束   试验研究   数值分析  

摘要： 已有研究结果表明：在火灾高温作用下蜂窝组合梁梁端第一孔附近钢梁腹板和下翼缘产生显著屈曲。本文对梁端一定长度内不开孔的蜂窝组合梁进行恒载升温试验研究与数值模拟分析。考虑不同梁端约束、开孔率、第一孔距梁端距离大小、翼缘宽厚比以及腹板高厚比等参数对局部开孔蜂窝组合梁抗火性能的影响。研究表明：局部开孔改善了火灾下蜂窝组合梁端部腹板和下翼缘屈曲，提高了蜂窝组合梁抗火性能；由于梁端约束和温度梯度的存在，在升温初期梁端刚接组合梁竖向变形出现反拱，梁端铰接组合梁竖向变形出现平台段，在升降温全过程中，混凝土翼板发生复杂的裂缝；模拟结果分析得出，蜂窝组合梁第一孔距梁端4倍孔直径，腹板高厚比40.75时，抗火性能改善最佳。

关键词： 坡口角度   多层多道焊   P91钢   数值模拟   残余应力  

摘要： P91钢是典型的马氏体耐热钢，被广泛应用于电站锅炉和石油化工等领域的高温、高压器件中。在焊接过程中产生的残余应力，会与服役过程中的工作应力叠加，加剧蠕变、疲劳和腐蚀，导致焊接接头的早期失效。坡口角度对焊接接头质量的有显著的影响，本文使用盲孔法测量了P91钢平板多层多道焊接接头残余应力的分布，同时采用有限元法研究了坡口角度对P91钢平板多层多道焊接接头残余应力的影响。结果表明，坡口角度的增加使焊缝宽度及焊接道数增加，下表面横向残余拉应力和压应力峰值均降低。对于纵向残余应力，上表面拉应力峰值从604MPa降低至544MPa，降低约11%。压应力峰值从209MPa升高至261MPa，升高约24.9%。下表面热影响区处的拉应力峰值增加约10MPa。对于横向残余应力，焊板上表面拉应力峰值从545 MPa升高至648MPa，升高约18.9%。压应力峰值从176MPa降低至134MPa，降低约23.9%。焊板下表面拉应力峰值从325MPa降低至240MPa，降低约26.2%。压应力峰值从102MPa降低至37MPa，降低约63.7%。

关键词： 空气耦合超声   隐身涂层   数值模拟   脱粘缺陷  

摘要： 常规超声检测方法对于涂层缺陷的检测操作复杂，不易检出。为解决隐身涂层厚度小，缺陷反射回波信号易产生互相混叠、难以区分等问题，首先开展基于空气耦合超声检测技术的隐身涂层厚度检测和界面脱粘缺陷检测数值模拟仿真研究与实验。通过分析超声波在被检样品内部的传播特性，接着对仿真信号进行时频域处理分析，提出了一种基于小波变换多尺度模极大值的隐身涂层缺陷检测方法。结果表明：该方法能够识别出每一个极大值平均值对应的异质界面，对厚度约为500μm的隐身涂层超声信号在不同界面处产生的奇异点进行检测，实现了较高精度的涂层厚度检测与涂层内弱粘结缺陷的识别和定位功能。

关键词： 转换梁   混合配筋   抗震性能   有限元分析   数值模拟  

摘要： 开展4榀不同配筋方式的转换梁结构拟静力试验,并分析各榀试件的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等抗震性能。采用OpenSees中基于刚度法的宏观梁柱纤维单元,选取适宜的本构材料并考虑筋材的黏结滑移,建立合理的转换梁结构数值分析模型,将数值模拟和试验结果进行比较,最后进行抗震性能参数分析。结果表明:混合配筋试件具有良好的抗震性能,数值分析模型能较好地模拟出滞回曲线的捏缩效应,对特征状态下的荷载值模拟精度较高;增大混凝土强度或者柱纵筋配筋率对试件ZHL-4抗震性能有利,而墙肢轴压比的提高将不利于试件ZHL-4抗震性能。

关键词： 页岩油   数值模拟   液量标定   数学模型   苏北盆地  

摘要： 华东油气田苏北盆地页岩油井在经过水力压裂后，投产初期的大液量、高液温、高气油比等特征均对油井的液量标定带来一定困难，现有的液量标定方式均无法满足现场液量标定要求。利用三维软件建模，导入ANSYS FLUENT中进行数值模拟，通过模拟地面油嘴前后部分流程，进行液量影响因素分析，明确节流前压力、节流后压力、油嘴直径、含水率为产液量主控因素，并对其进行权重分析，然后将数值模拟结果进行数学回归，得到关于自喷页岩油井液量的数学模型。将数学模型与矿场数据相对比，数学模型能够很好地反映生产参数、生产制度变化后的液量变化，对矿场自喷页岩油井的液量标定有一定的指导意义，能够有效提高液量标定准确度、降低现场劳动强度。