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关键词： 小窑湾   人工鱼礁   MIKE3   数值模拟   水交换  

摘要： 为探究大连小窑湾海域人工鱼礁布设后对周围海域水动力特性及水体交换能力的影响,基于非结构化三角形网格的MIKE3河口与海岸模型,对大连小窑湾海域进行数值模拟,模拟结果与实测数据吻合良好,说明构建的模型合理可靠。研究表明:1)鱼礁布设后,位于鱼礁布设点上的测点因水深减小,流速增加,远离礁区海域测点的流速变化较小,鱼礁区迎流面海域出现上升流,背流面出现下降流,底层海域的上升流效应较表层海域显著;2)人工鱼礁的投放会引起局部流场发生变化,受鱼礁堆阻流作用影响,鱼礁堆迎流面、背流面海域流速减小,主流轴两侧流速增加,鱼礁堆附近海域的流速呈缓急相间分布;3)人工鱼礁投放后,小窑湾湾顶、湾中的水体半交换期缩短,湾口附近海域水体交换能力变化较小,小窑湾整体海域水体交换率略有增加。研究结果可为人工鱼礁合理布局以及规范工程建设提供理论指导。

关键词： 交叉洞室   围岩稳定性   数值模拟   围岩塑性区   支护结构  

摘要： 针对空间交叉洞室,建立了开挖三维数值模型,通过模拟其开挖过程,对围岩的位移、塑性区变化规律、支护结构位移和内力进行了研究。结果表明:(1)施工扰动对围岩稳定性影响的范围主要集中在1倍洞径之内,超过了1倍洞径后影响减弱;(2)左右施工通道开挖的过程中,宜向交叉部围岩施作锚杆。锚杆长度宜取大于1.5倍主通道洞径,使其穿越塑性区围岩,以加强围岩的稳定性;(3)为了保证支护结构的安全及耐久性,钢支撑设置的间距应不大于0.6 m/榀。

关键词： 静态混合器   螺旋   数值模拟   流场   仿真  

摘要： 为油田高能效驱油以提高原油产量,针对SK型和SX型静态混合器混合单元结构,通过创新设计和三维建模开发多重螺旋混合单元静态混合器,基于静态混合原理,利用FLUENT数值模拟软件,采用有限体积法,对所开发混合器内流体的流场进行仿真分析,研究该结构静态混合器的流动特性,结果表明,该种静态混合器使流体产生剪切和正反向涡旋作用,流体被充分扰动,混合均匀,满足油田注聚驱油要求,可为油田开发新型高效静态混合器提供一定技术支持。

关键词： 输气管道   腐蚀缺陷   声致振动   疲劳失效   高频激励   能源研究所导则  

摘要： 【目的】气体通过减压装置时产生的高频声学能量会激发输气管道管壁的高阶模态,导致管道结构出现声致振动,可能引起焊接支架、三通及管道腐蚀缺陷等不连续点处在短时间内发生疲劳失效。【方法】通过计算噪声谱,将声功率级转换为声压级,量化了声源强度的影响;构建了含腐蚀缺陷的输气管道声致振动有限元模型,并将声压施加于模型管壁,研究了无量纲腐蚀缺陷长度、宽度及深度对输气管道声致振动的影响,并与英国能源研究所(Energy Institute,EI)导则评估结果进行对比。【结果】在不同的无量纲腐蚀缺陷长度下,输气管道的应力响应呈现出驼峰状变化,即应力水平随无量纲缺陷长度的增大先增后减,但应力集中现象随无量纲缺陷长度的增大而减弱;随着无量纲缺陷宽度的增加,输气管道的分布趋于均匀;管道应力随着无量纲缺陷深度增大呈马鞍形变化,即输气管道的应力水平先降后升。【结论】腐蚀缺陷的存在显著影响输气管道的应力响应,尤其是腐蚀缺陷长度对管道应力影响最为显著,但当无量纲腐蚀缺陷深度增至0.6后,其对输气管道应力、振动模态的影响显著增大,今后应重点关注腐蚀缺陷深度对声致振动的影响。通过对含腐蚀缺陷输气管道声致振动响应的定量分析,既为解决管道强烈振动问题提供了理论支撑,也为输气管道设计、建设及运维提供了参考依据。(图10,表5,参19)

关键词： 低渗透地层   数值模拟   补水-抽提   降水-抽提  

摘要： 上海是典型软土低渗透场地,一旦被非水相液体(NAPL)污染,修复难度极大,若采用典型的抽提原位修复技术,是否降水是工程实践中权衡的难点,因此可分为补水-抽提和降水-抽提两种方式。针对上海地区分层土的特点,本研究利用COMSOL软件建立了补水-抽提与降水-抽提三维数值模型,对比两种技术在低渗透NAPL污染场地的原位修复效率,前者主要考虑NAPL-水相传质和溶质运移,后者主要考虑水相饱和度变化、气相组分迁移和三相非平衡传质。结果表明,低渗透NAPL污染地层中水/气相对流速度缓慢,水相饱和度降低时间较长且NAPL-气传质滞后,导致降水-抽提工况的污染物去除率最低,但是在快速降水的基础上气相抽提效果会高于补水-抽提。此外,若污染地层的渗透系数增大一个量级,快速降水-气相抽提的污染物去除率可以从5.8%增加到54.0%,且比补水-抽提工况的高24.8%,因此在低渗透NAPL污染地层中引入压裂增渗技术可得到更好的修复效果,为缩短工期还可基于污染羽流的精准刻画,在局部高污染区域耦合热强化、表面活性剂增溶等技术。

关键词： 泵   数值模拟   试验   流道   叶轮中心淹没深度   水力性能  

摘要： 为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证。研究结果表明:叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92%,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致。研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据。

关键词： 硬岩隧洞   延迟时间   最小抵抗线   光面爆破   数值模拟  

摘要： 为探究不同岩性时引水隧洞爆破合理的延迟时间和最小抵抗线,以瓯江引水工程三标段隧洞爆破工程为背景,依据理论公式分析了隧洞爆破的合理延时;通过ANSYS数值模拟软件建立不同最小抵抗线的计算模型,对不同工况下岩体内有效应力、裂纹扩展情况进行对比分析。结果表明,对于花岗岩和凝灰岩,随着最小抵抗线增大,对应的延时也增大,有效应力作用呈衰减态势,裂纹扩展逐渐分散;根据优化结果以3m的炮孔深度为例,花岗岩和凝灰岩下掏槽孔与辅助孔、崩落孔间、崩落孔与周边孔的延时分别取80ms,50ms,30ms和90ms,50ms,40ms,最小抵抗线为600mm~650mm,经现场试验表明爆落岩石块度均匀、易于装运,断面轮廓成型规整,炮孔利用率达到91%,光爆效果良好、与研究结果吻合。

关键词： 调水工程   水环境   数值模拟   九龙江河口  

摘要： 为分析九龙江调水工程对河口水环境的影响,采用MIKE21构建了九龙江河口二维非稳态水环境数学模型,对调水前后的河口水动力、水质指标进行模拟。经分析,调水使西溪水闸下泄流量平均减少4.2 m^(3)/s,最大变化率达到10%。预测结果表明,北港、中港、南港典型点及河口国控点的流速变幅均为0.02 m/s,水位变幅均接近于0,氨氮浓度最大变化率为2.17%,盐度最大变化率为2.92%,西溪调水工程对河口区域涨落潮流场、氨氮浓度及盐度分布影响极小。该研究成果可为九龙江河口水环境保护与管理提供依据,也可为其他河口引调水工程的影响分析提供借鉴。

关键词： 沉管隧道   差异沉降   数值模拟   影响因素   沉降控制措施  

摘要： 以深中通道工程为项目依托,建立了深中沉管隧道有限元数值模型,并基于现场监测数据对有限元模型进行校准。采用校准后的数值模型,对深中通道管节差异沉降影响因素进行了研究分析。研究结果表明,沉管隧道的沉降受所处地质条件、地基处理方式、垫层刚度和施工工艺影响较大,并提出了相应的沉降控制措施。研究的结果可为类似工程提供有效的借鉴。

关键词： 表孔溢洪道   水工模型试验   泄流能力   总消能率  

摘要： 针对某水利枢纽表孔溢洪道水力特性,采用水工模型试验方法,在不同工况下对泄槽、消力池及退水渠流态进行分析,并提出了修改方案。试验结果表明:各工况下进口和泄槽过流能力满足设计要求,但消力池及退水渠均存在翻水现象,边墙高度明显不足。因此,将消力池尾坎高度降低同时增加消力池及退水渠边墙高度,经优化后,各工况下消力池及退水渠均不存在翻水现象,且总消能率达85%以上,基本满足工程需求。