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关键词： 翅片管束通道   强化换热   二次流   曲面涡产生器   数值模拟  

摘要： 平直翅片管翅式换热器翅片侧通道内的马蹄形涡的强度有限,而在翅片表面冲压三角形曲面涡产生器可以诱导产生强烈的二次流,从而增强翅片表面的传热性能。采用数值方法对环置曲面涡产生器翅片管束通道内的流动与传热进行了模拟,并采用无量纲参数Se量化了翅片管束通道内的二次流强度。对比分析了平直翅片管束通道和环置曲面三角形涡产生器翅片管束通道内二次流特性及翅片表面传热特性,进一步分析了圆管前端的曲面涡产生器的周向位置及径向位置对其二次流特性和传热性能的影响,并探讨了翅片侧通道内二次流特性和传热特性的关系。结果表明:环置曲面三角形涡产生器可在通道中产生较强的二次流,同时涡产生器的引流作用明显改善了管后尾涡区的传热性能,从而提高了换热器整体换热性能。在较高Re条件下,环置曲面涡产生器起到强化传热作用。在所研究的参数范围内,最优结构参数与Re有关,当DVG1/Dc=1.55,β1=105°和Re=2 500时,JF可达1.23。

关键词： 激光喷丸强化   T2铜合金   小孔构件   塑性变形   晶粒细化  

摘要： 利用有限元软件建立了T2铜合金小孔构件激光喷丸强化模型,结合实验分析,研究了T2铜合金小孔构件激光喷丸强化后孔壁表面质量,分析了不同喷丸次数(1次、 7次和15次)对孔壁强化效果的影响,研究了孔壁表面强化后残余应力分布和晶粒细化强化。结果表明,不同的激光喷丸次数会影响强化后孔壁的残余应力分析、晶粒细化和塑性变形量等;随着激光喷丸次数的增多,孔壁表面强化产生的残余压应力增大,孔壁变形倾斜角度增大;当激光喷丸强化次数增加到一定值后,孔壁表面强化产生的残余压应力增量降低,最大残余压应力稳定在400 MPa左右。

关键词： 激光熔覆   碳化钨   工艺参数   高熵合金   数值模拟  

摘要： 综述了碳化钨（WC）熔覆层的研究进展，重点介绍了激光熔覆工艺参数及其辅助技术对涂层的品质、组织和性能的影响。揭示了碳化钨对高熵合金复合涂层的耐磨性、耐蚀性的影响规律，同时阐述了碳化钨对熔覆层的强化机制。讨论了数值模拟技术和第一性原理在激光熔覆碳化钨金属基复合粉末过程中的应用，提出了目前激光熔覆碳化钨增强金属基复合涂层中存在的问题并作出展望。

关键词： 甲烷   掺氢燃烧   钝体   数值模拟   污染物   碳减排  

摘要： 氢气作为绿色、高效的清洁能源，富氢燃料燃烧对降低碳排放具有重要意义，但掺氢影响火焰稳定性、形态及污染物排放。以天然气掺氢燃烧技术为背景，设计非预混钝体同轴燃烧器产生回流区以稳定火焰，基于GRI-Mech 3.0燃烧反应机理，采用数值模拟分析贫燃料条件下掺氢比对甲烷燃烧的速度场、温度场、火焰形态、燃烧反应区及出口污染物排放的影响规律。结果表明，当量比及燃料体积流量一定时，随掺氢比的增加，燃烧腔室平均流速降低，钝体下游的回流区涡结构缩小，燃烧反应区前置，火焰结构更为紧凑；燃烧室平均温度和温度均匀性随掺氢比增加而增加，相较纯甲烷燃烧分别提升了1.82%～16.22%和0.59%～1.73%；出口NO浓度升高，但出口CO2浓度逐渐减小，且变化幅度均逐渐增加。掺氢比为20%时，CO2减排6%，高掺氢比下降碳效果显著，但氮氧化物排放成倍增加。因此，研究不同掺氢比下富氢燃料燃烧特性，为天然气掺氢燃烧技术推荐合适掺氢比及非预混稳焰燃烧器的设计提供重要依据。

关键词： 制退器   冲击棱   膛口流场   制退效率   数值模拟  

摘要： 以两种不同结构制退器为研究对象，基于计算流体动力学方法，采用有限体积法进行数值离散，建立无制退器及不同方案制退器膛口流场数学物理模型进行数值模拟。两种制退器结构主要区别为内部腔室冲击棱，通过仿真探究膛口流场速度和压力等参数分布特性，分析制退器制退原理，研究后效期过程各制退器不同结构的受力情况。继而计算后效期过程制退器合力，得到各方案制退器制退效率。对不同方案制退器计算结果进行对比，研究得到以下结论：制退器内腔冲击棱通过改变火药气体流量分配以及自身受压提供作用力提高制退效果，制退器增设冲击棱后，制退效率从35.18%提升至53.35%，研究为制退器结构设计提供了理论依据。

关键词： 超细尾砂   充填料浆   流变特性   数值模拟   料浆温度  

摘要： 目的：随着地下金属矿山开采深度的增加，井下温度不断升高。本研究旨在探讨温度变化对超细尾砂充填料浆流动性的影响，以优化充填系统的设计和运行。方法：通过流变试验和数值模拟分析温度变化对料浆流动特性的影响，并结合工程需求，研究管道内径和入口流量对超细尾砂料浆流动特性的影响。结果和结论：超细尾砂充填料浆的流变性能可用Bingham模型表征。在输送过程中，速度场表现为中心结构流，可以通过调整入口流量和管道内径来提高输送效率，控制流速分布。在一定温度范围内，随着料浆温度升高，料浆的屈服应力和黏度减小，比摩阻减小；但当温度超过一定值时，料浆黏度反而增加，比摩阻也随之增加；温度对超细尾砂充填料浆的流动特性有显著影响，通过调整入口流量和管道内径可以改善输送效率并控制流速分布。意义：研究结果为地下矿山深部开采中充填系统的设计和运行提供了科学依据，有助于提高充填系统的效率和稳定性。

关键词： 平原河网   水质改善   数值模拟   引水工程   优化方案  

摘要： 为探究引水工程对杭嘉湖平原河网城镇化地区的水质改善效果,以海宁市洛塘河圩区平原河网水系为例,针对平原河网水系流通性差与河流污染状况,通过MIKE 11建立了洛塘河圩区河网水系的水动力水质耦合模型,提出并模拟不同引水方案,分析研究其影响机理,对不同方案的引水作用过程及其效果进行综合分析和比较。结果表明,合理选择引水地点和增加引水量对圩区水质改善作用明显,但相同情况下对初始浓度高的月份改善作用较弱;采用引水启停调度方案,短时间高流量间歇性引水,可更经济科学地使河网水质达到设计目标标准。研究结果可为平原河网区域水系综合整治提供参考依据。

关键词： 高应力   不同落差   断层   数值模拟   超前支护  

摘要： 随煤炭开采深度不断加大,煤矿隐含断层及其分叉点多等问题愈发严重。以山东某矿井为背景,采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法,建立了存在不同落差断层情况下的煤层开采模型,研究了工作面开采超前影响范围与不同落差断层之间的关系。结果表明:随着断层落差的减小,断层对围岩应力分布及变形的影响范围逐渐减小;当回采工作面未穿过断层时,运输巷支承压力呈“V”字形分布,回采工作面穿过断层以后,上下顺槽支承压力随着切眼距离的增大逐渐减小,应力集中系数明显降低,上下顺槽应力集中系数均小于2,上下顺槽的应力主要受采动压力的影响。研究结论可为地质状况相似矿井超前支护范围设计提供指导。

关键词： CO   非混相驱   微观渗流特征   注入速度   扩散系数   吸附反应速率常数   采收率   数值模拟  

摘要： 利用数值模拟方法建立CO2非混相驱数值模型，使用水平集法模拟扩散吸附作用下CO2非混相驱和近混相驱的微观渗流规律，并对CO2在孔隙中的微观渗流特征及扩散吸附特征进行研究，选取注入速度、扩散系数、吸附反应速率常数等参数研究近混相驱微观渗流特征的影响因素。研究结果表明：（1）相场法CO2驱数值模拟采出程度为51.29%，水平集法CO2驱数值模拟采出程度为53.60%，因此水平集法更适用于CO2非混相驱的渗流过程模拟。（2）非混相驱条件下，CO2优先向大孔隙扩散，采收率为87.7%，出口含气率为71.60%,CO2最大表面吸附浓度为3.16×10-4mol/m2；近混相驱条件下，CO2更易向小孔隙扩散，采收率为91.1%，出口含气率为97.01%,CO2最大表面吸附浓度为5.81×10-4mol/m2。（3）非混相驱微观渗流特征受注入速度、扩散系数、吸附反应速率常数等因素影响。注入速度增大，出口含气率和采收率均提高；扩散系数和吸附反应速率常数增大，会使采收率提高，出口含气率下降。

关键词： 高速列车   风阻制动板   气动力   流场特性   数值模拟  

摘要： [目的]随着列车运行速度的提高,采用多种制动方式成为高速列车紧急安全制动的有力保障,风阻制动作为轮轨黏着制动的补充而广受关注。风阻制动板安装后,将影响列车的流线型,在横风条件下甚至会影响列车运行安全。为保证列车在大风环境下的行车安全和制动性能,需要对横风下不同制动板形式对列车气动性能的影响规律进行深入研究。[方法]采用三维、定常、不可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,开展有无横风和不同制动板高度对高速列车流场规律和气动力的影响研究。[结果及结论]仿真研究结果表明,横风下列车车身和制动板的气动阻力沿车身方向递增,横向力则递减,当制动板高度从0.5 m提高到1 m时,制动板阻力占总阻力的比例从54.89%提高到69.92%,最高达到56 kN;制动板横向力占整体横向力的比例小于1%,不同高度制动板对列车整体横向力的影响较小;制动板对来流有一定的滞止作用,距离较近的制动板存在流场相互干扰;制动板对于横向力的影响较小。通过制动板的前期设计,风阻制动足以成为列车制动的有效方案,且对列车的运行稳定性影响较小。