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关键词： 流化床   流态化   数值模拟   气固   火星  

摘要： 为了了解火星上的气固流态化行为,本文应用计算颗粒流体力学方法对不同重力条件下的气固流化床反应器中的流态化现象进行了数值模拟研究。分析了火星环境条件下气固流化床内的流体速度分布特性,探索了床层压力波动特性与环境重力和表观气速等因素间的关系。结果表明,在火星环境条件下,提高表观气速可以促进气固流态化的形成和充分发展;但是较高的表观气速会使流化床内的气固流场紊乱程度增加,不利于维持稳定的气固流态化状态。研究结果对于未来在火星上开展物质和能源等就地生产用气固流态化单元操作具有一定的指导意义。

关键词： 三峡库首区   gPhone重力仪   重力效应   数值模拟   流动重力  

摘要： 通过高分遥感影像精确提取三峡库首区水体边界,对水体部分构建精密的离散化数值模型,模拟计算三峡库首区在不同蓄放水位产生的重力效应,并对秭归站2017年gPhone 101重力仪与茅坪站2019~2021年gPhone 113重力仪的连续观测数据进行精细预处理。结果表明,在145~175 m蓄水过程中,模拟得到不同蓄水高度(间隔5 m)对岸边的重力变化值分别为0~28μGal、0~47μGal、0~60μGal、0~97μGal、0~170μGal、0~210μGal。当蓄水位升高5 m时,离岸2 km范围内存在10~20μGal的影响;当蓄水位升高30 m时,离岸5 km范围内存在30~40μGal的影响。重力残差主要反映水文重力效应信息,秭归站重力残差记录到约40μGal的重力变化,茅坪站重力残差记录到约50μGal的重力变化,重力变化趋势和水位变化呈现非常好的一致性,验证了模型模拟结果的准确性,可为三峡库首区及其岸边稳定性监测提供参考。

关键词： 冰冻破坏   钢闸门   三维有限元  

摘要： 冰冻破坏是寒区水利工程冬季运行面临的主要威胁,因冰冻破坏导致的闸门、拦污栅等金属结构损毁的工程事故时有发生。为解决闸门冰冻破坏定量分析困难和问题,以常见的寒区水工平面钢闸门为例,采用三维有限元方法,计算冰冻特殊荷载组合下钢闸门在分别承受静冰压力和动冰压力2种冰冻荷载作用时的应力和变形情况,实现冰冻破坏的定量计算,为水工钢闸门的设计和运行维护提供参考。

关键词： ABAQUS   钢筋混凝土梁   配筋率   数值模拟   开裂荷载   受弯极限承载力  

摘要： 基于ABAQUS有限元软件对4根不同配筋率的钢筋混凝土梁进行受弯数值模拟分析,研究配筋率对钢筋混凝土梁破坏承载力的影响,以及采用中美规范计算出各配筋率下梁正截面受弯承载力值与数值模拟进行对比。研究结果表明,钢筋混凝土梁跨中开裂荷载值随配筋率增大而略微增大,受剪区的开裂荷载值也随之增大;梁的受弯极限承载力与配筋率变化成正相关,随配筋率增大而增加,且受弯极限荷载值最大为152.2kN;有限元模拟结果与规范理论计算值符合度较高,且ABAQUS中钢筋混凝土梁的受弯破坏形式符合实际基本规律。

关键词： 硫磺回收   尾气分级   超低氮燃烧   数值模拟   应用实例  

摘要： 本文阐述了硫磺回收装置尾气超低NOx排放技术,系统说明了尾气分级燃烧技术的原理及尾气分级新型燃烧器的结构特点,并结合CFD数值模拟的结果进一步证实了控氮效果,最后对应用实例进行了分析说明。采用专有尾气分级、空气分级、欠氧燃烧相结合的低氮燃烧技术,可将氮氧化物控制在50mg/Nm3以下,实现了石油化工等行业硫磺回收尾气超低排放的要求。

关键词： 动压   围岩稳定   数值模拟   支护方案  

摘要： 利用有限差分软件分析围岩的应力、变形及塑性区的演化规律,提出支护方案,结合现场试验解决围岩变形过大的问题,揭示巷道变形失稳原理。取得如下结论:受动压影响,顶板周期破断并释放大量的弹性势能,随着回采工作面的前进而不断地向前方和下方传递,导致实体煤柱上方与两帮的中部形成高应力场,出现了顶板下沉、底鼓开裂与两帮位移严重等破坏特征,产生结构弱面,并最终形成围岩破碎区;针对支护强度不足的问题,利用锚索+钢带+钢筋网的支护体系进行加固,根据模拟及现场试验结果表明,巷道变形较之前显著变小,锚索能够稳定发挥支护作用,围岩控制效果较好。

关键词： 破碎围岩   管片支护   壁后注浆   数值模拟   破碎带  

摘要： 目的:巨龙铜矿穿破碎带大断面排水巷道原采用锚杆+锚索+钢拱架联合支护的方式进行支护,但支护效果较差,急需解决该问题。方法:为解决该实际问题,针对围岩破碎区域提出了管片+壁后注浆的支护方式。管片采用C50混凝土浇筑,内置HPB300和HPB400E型号钢筋。每段巷道由6段管片进行拼接支护,每段管片留设注浆孔。利用数值模拟分析了穿破碎围岩大断面巷道支护效果。结果:结果表明,管片+注浆支护后巷道围岩变形均为毫米级变形,管片+注浆支护结构内最大应力为30.46 MPa。管片+壁后注浆的支护方式在巨龙铜矿穿破碎带大断面排水巷得到了成功应用,支护效果较好。意义:研究结果为类似巷道施工提供了理论参考。

关键词： 地下矿山开采   数值模拟   采空区   安全生产  

摘要： 随着地下矿山开采的不断深入,采空区及巷道的稳定性问题日益突出,采空区作为地下矿山开采后形成的空间,其稳定性直接关系到矿山的安全生产和地表环境的稳定。通过采用数值模拟技术,建立精细化的采空区模型,并利用有限差分法进行形变计算,模拟了开采情境下岩体的应力分布与变形规律。研究结果揭示了采空区形成与扩展对巷道稳定性的影响机制,可为地下矿山开采过程中的围岩控制与灾害预防提供重要的科学依据与技术支持。

关键词： 煤矿   钻孔   切顶卸压   应力函数法   应力分布   数值模拟  

摘要： 切顶卸压技术作为一种被广泛认可的有效巷道支护手段,在改善巷道内的应力分布和减轻围岩变形方面发挥着积极作用。为解决西川煤矿1123运输巷道所面临的应力问题,以及减少围岩变形的需求,提出了钻孔成缝切顶卸压技术。此技术能把钻孔深入到高压带,卸压效果好且灵活可靠,适用于煤层中较为坚硬的岩石,具有较高的可靠性和实用性。通过应力函数法的精确计算,确定了适用于该煤矿的钻孔的上下阈值,分别为14.14和6.32,通过数值仿真软件对不同孔间距下的顶板垮落状态进行深入分析,研究切顶前后实体煤的应力分布规律。结果表明:切顶卸压技术显著改善了顶板的冒落性,可有效地预防冲击地压的发生;同时该技术能够有效地降低应力转移比例,使实体煤中应力峰值下降25.44%,峰值点内推179.18%。研究结果可为后续小煤柱留设和支护方式的选择提供参考。

关键词： 静压桩   现场试验   沉桩阻力   数值模拟   竖向应力   径向应力   径向位移  

摘要： 为探讨层状土中静压桩连续贯入过程的沉贯特性,依托上海市某桩基工程开展静压桩贯入过程现场试验,探究沉桩阻力随贯入深度的演变规律,并结合ABAQUS数值模拟,明确静压桩贯入过程中沉桩阻力、桩周土体竖向应力、径向应力以及径向位移的变化规律。结果表明:层状土的软硬程度制约着沉桩阻力的大小;当桩端贯入浅部粉质黏土层和淤泥质黏土层时,沉桩阻力增长较慢甚至出现减小趋势,当桩端贯入到深部砂质粉土层、粉质黏土层和粉砂层时,沉桩阻力增长较快,其中在砂质粉土层中增长率最高可达174%;桩周土体中竖向应力和径向应力与土层性质密切相关,竖向应力和径向应力最大值均出现在桩端贯入至黏质粉土层时,分别为558.0、1 178.0 kPa,当桩端贯入到下部较软的淤泥质黏土层时,最大竖向应力和径向应力均出现明显退化现象,径向应力退化率达到52%;径向位移随径向距离的增加而减小,其变化规律基本反映了土层性质的变化特征。