教学课程资源库 更多>>

关键词： 深井软岩巷道   数值模拟   围岩耗能支护   限阻耗能型支护   限阻器  

摘要： 为了解决深部煤矿开采过程中所遇到的“高地应力、大变形、支护结构破坏”等问题,以朱集东矿东部辅助轨道大巷为工程背景,采用变形监测与数值模拟的方法研究深井软岩巷道围岩变形特征规律;依据围岩耗能支护理念,设计出控制巷道围岩能量释放与变形的“限制支护阻力阻尼器”(简称“限阻器”);通过数值分析与室内静压试验相结合的方式得到限阻器试件的性能指标与设计参数之间的关系,并验证限阻器的工作性能;最后通过数值模拟对比巷道常规支护与限阻耗能支护形式的变形与受力情况,验证巷道限阻耗能型支护方案的可行性。结果表明:限阻器的试验压缩量均达到了80%以上,具有较大的变形行程,在保证初期支护发生较大变形的前提下,达到降低围岩压力、耗散围岩能量的目的。限阻耗能支护较巷道常规支护最大主应力值分别降低51.2%、89.8%,提高了结构的安全性。

关键词： 数值模拟   质点网格法   鞘层电场   静电扬起   静电迁移  

摘要： 针对月尘在月面巡视器附近的鞘层内的迁移和在设备表面的沉积过程开展数值模拟研究。首先,基于质点网格方法获得了巡视器附近的月表鞘层电场分布。在此基础上,分别探究了月表扬起月尘和静电悬浮月尘在鞘层电场内的迁移和在巡视器表面的沉积。研究表明,巡视器对鞘层电场的扰动作用增强了附近的电场,促进了月尘扬起和向巡视器表面的迁移沉积。当太阳天顶角较小或适中时,月尘只有达到临界行驶速度才能迁移至巡视器表面。

关键词： 颗粒混合   青刀豆   三维混合脉动流化床   计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)   振动频率  

摘要： 青刀豆一般采用流化床装置进行速冻。为了解决其床层堵塞和聚集不良的问题,进一步提高青刀豆的混合效率,课题组建立了三维混合脉动流化床模型,将计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)相结合,探究1,2,4和8 Hz 4种不同频率的脉动进口风速下青刀豆颗粒的流化混合情况。仿真结果表明:脉动流化床对于青刀豆颗粒混合具有一定改善作用,青刀豆颗粒的轴向混合强于径向混合,4 Hz时颗粒混合标准偏差值最小;当进口风速的频率接近颗粒的自主振动频率时,床层膨胀最明显,出现类似“共振”的现象;2 Hz时颗粒径向、轴向混合效果最佳,频率过大或过小对于流态化增强效果不明显。

关键词： 铁路货车   散粒货物   列车空气动力学   数值计算   辅助设计  

摘要： 装运散粒货物的铁路货车运行时,环境自然风以及车辆运行形成的空气流会对货物产生扰动并且会造成一定货物损失及环境污染。运用列车空气动力学数值模拟方法对列车空气流场进行了仿真分析,通过在空气流场影响下的货物颗粒运动及撒落量的分析统计及评估,完成了车辆设计方案优化,确定了合理及有效的结构设计和措施,满足设计指标要求。该数值模拟计算方法与高成本费用且时间周期长的实车试验方法相比,在技术方案的理论指导以及优化比选方面,是一种比较理想且经济实用的辅助设计手段。

关键词： 微塑料   团鸡山岛   海洋渔业   环境分险   数值模拟  

摘要： 微塑料作为一类新兴污染物,已被证实,浓度过高会危害海洋生物的健康,而舟山团鸡山岛垃圾填埋场是一个潜在的微塑料的污染源,若管理不善导致微塑料泄露,可能会对舟山网箱养殖的发展及海水环境造成极大威胁。基于此,本文通过建立模型,研究当团鸡山微塑料泄露后,微塑料的迁移特性及分布规律,同时分析可能对舟山渔业带来的影响。研究表明,微塑料的迁移将受到季节性洋流和季风的作用,存在明显的季节分布规律和迁移特性。其浓度分布除大量聚集在释放点附近外,还会聚集在舟山岛与宁波之间的深水航道中,春季、夏季、秋季和冬季深水航道中的微塑料占比分别为38%、36%、44%和42%。在冬季,大概2%的微塑料会进入到象山湾,对象山湾的网箱养殖带来一定影响。此外,本文探讨了微塑料的分布与海洋锋面的关系,研究表明,锋面会阻止微塑料向外扩散而聚集在近海。本研究将有助于深入了解近海微塑料污染,同时为微塑料污染的控制提供理论依据。

关键词： SPG型激波吹灰器   内部流场   出口压力峰值   数值模拟  

摘要： 锅炉吹灰器可以有效实现清除锅炉内部的积灰,提高锅炉运行效率,对锅炉安全运行具有重要意义。SPG型激波吹灰器是在传统激波吹灰器基础上发展而来的闭口体系新型高性能吹灰器,使用数值方法对该装置的可行性进行验证,并分析工作特性,可以为实际应用与改进提供参考。基于CFD技术,将SPG型激波吹灰器作为研究对象,使用动网格技术对设备内活塞的真实运动过程进行仿真模拟,利用Fluent软件模拟计算SPG型激波吹灰器内部流场的连续变化这一动态过程,并通过调整喷管、燃烧室以及压力蓄能器的结构参数,在出口处监测得到各部件结构参数变化对排气特性的影响规律,获取其工作特性。结果表明:喷管的长径比从2增加到4时,出口参数峰值出现滞后现象,但压力峰值与速度峰值获得显著提升,且喷管的扩张段改为直管可以降低膨胀损失,适当增加喷管长径比并直接连接直管是一种较好的方案;燃烧室径向和轴向壁面之间的间距缩短均可使出口压力峰值提高,但轴向距离缩短压力峰值增加幅度更大;在压力蓄能器中,去除阻尼装置压力提升较少,且无法减缓活塞复位,使排出气体减少,去除限位器后喷管出口压力大幅提高,但其峰值持续时间变短。

关键词： 高密度电阻率法   基坑渗漏   水土流失   探测试验  

摘要： 基坑开挖时常会发生渗漏涌水现象,危及基坑及其周边环境安全。基坑发生涌水险情时对渗漏与水土流失区域进行快速精准探测和针对性注浆封堵尤为重要。本文针对基坑渗漏与水土流失区域的低阻特性,尝试应用超高密度电阻率法实现基坑渗漏与水土流失区域精准定位。首先利用超高密度正反演软件ZZ-RINV2D得到渗漏与水土流失区域的地电响应规律,其次对发生渗漏险情的基坑进行探测试验。结果表明:超高密度电阻率应用于基坑渗漏与水土流失区域探测具有一定的可行性,反演结果结合地质资料能够快速圈定渗漏与水土流失区域的位置,为注浆封堵提供可靠的技术支持。

关键词： 电动燃油泵   驱动电机   浸油冷却   流场   温度场   数值模拟   多电发动机  

摘要： 为了研究电动燃油泵驱动电机浸油冷却性能,基于冷却流体及电机各部件3维模型,充分考虑各部件发热功率以及材料属性等物理量的影响,采用有限体积法对电机流-热耦合场进行模拟仿真,分析不同边界条件对电机流场和温度场的影响。结果表明:在最大冷却燃油流量以及电机最高功率下,流道的压力损失和电机的最高温度均能满足电动燃油泵的运行要求;随着冷却流量增加或燃油粘度的增大,流道的压力损失增大,且在最大冷却流量下,燃油粘度每增大1 mm^(2)/s,压力损失增大约2 kPa;电机功率和入口温度对电机各部件温度的影响较大,各部件温升与燃油进口温度近似呈线性关系,而环境温度对电机温度场影响较小。研究结果为电动燃油泵电机浸油冷却流道的设计与优化提供了理论依据。

关键词： 隧道工程   钻爆法施工   细水雾除尘   粉尘浓度   数值模拟  

摘要： 为研究喷雾系统对隧道开挖后粉尘浓度的影响规律,采用Fluent软件建立长度为50m的隧道通风数值仿真模型,研究压入式风管风速、喷射角度、喷嘴数量和喷嘴至掌子面距离对喷雾除尘效率的影响。研究表明:随着风管风速的增加,粉尘颗粒加速运动,并且粉尘浓度最大位置逐渐远离掌子面。增加喷嘴数量可增大喷雾与粉尘的接触面积,提高粉尘颗粒与水雾作用的概率;在设置5个喷嘴且喷射角度为90°的条件下有利于降低粉尘浓度。喷嘴距离掌子面10m时可有效限制掌子面释放的粉尘,提高除尘效率。

关键词： 桥梁工程   钢管混凝土(CFT)桥墩   承插连接(SC)   混合连接(HC)   有限元模型   地震响应  

摘要： 无黏结预应力节段拼装钢管混凝土桥墩主要包括承插连接与混合连接两种承台连接方式。为比较两种不同连接构造下桥墩的地震响应特点,采用OpenSees软件分别建立了桥墩有限元模型,其中,承插连接钢管混凝土桥墩模型能够考虑插入承台部分钢管与周围混凝土的黏结滑移、钢管局部屈曲以及屈曲后撕裂等过程,而混合连接钢管混凝土桥墩模型能够再现出接缝的摇摆行为;并通过与相关拟静力试验数据结果进行对比,验证了两种数值模型的有效性;随后,以一座4跨连续梁桥为背景,分别研究了采用混合连接、无预应力承插连接和预应力承插连接桥墩桥梁结构在地震作用时的响应特点。结果表明:两种承插连接桥墩的墩底钢管在地震动峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)约0.4 g时发生屈曲,并伴随水平刚度下降和残余位移增大,且配置无黏结预应力的承插连接桥墩钢管屈曲引起的损伤程度更大,随着地震动输入进一步增大,预应力为桥墩提供的自复位能力逐步增加,在PGA=0.6 g时,预应力承插连接桥墩的残余位移仅为无预应力桥墩的62%。此外,配置混合连接桥墩的桥梁在地震作用下损伤较小,残余漂移比小于0.2%,比承插连接桥墩更优的自复位能力。