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关键词： 水库调度   数值模拟   三门峡水库   潼关高程   冲淤量  

摘要： 针对大部分水库调度模型中水沙输移计算大幅简化且与库水位计算过程间只有单向耦合的问题,本研究构建了基于激波捕捉式有限体积法与河网算法的库区水沙调度模型.该模型采用河段连接单元内水沙质量与动量守恒方程的准二维求解算法,河网算法可以反映干支流交汇角的影响,并且使用OpenMP技术实现了并行求解.该模型的水库调度模块将调度方案表示为5个触发条件和4个调度指令参数构成的调度规则表,由水沙动力学模型向调度模块提供入库监测断面的水沙条件与实时更新的水位库容关系,水库调度模块为水沙动力学模型提供库区下游边界条件,从而实现两者双向耦合.采用2020年三门峡库区实测水沙数据进行了模型验证,库区三个河段的水位、流量和含沙量计算结果与实测值相符,在坝前水位最快下降速度达到2.3 m/h的敞泄排沙时段,数值计算过程稳定且成功预测了出库沙峰.针对近年黄河来沙量减少而潼关高程下降趋势并不稳定的问题,应用模型开展了三门峡水库水沙调度过程的数值模拟研究,通过对不同的汛期和非汛期调度方案的模拟分析,初步确定了坝前控制水位对于年内库区冲淤量和潼关高程影响显著的时期,研究结果可以为三门峡水库调度方案进一步优化提供思路.

关键词： 数值模拟   预制坯   成形情况  

摘要： 针对X型号压裂泵用连杆模锻件的形状特点,结合实际生产提出了一套成形工艺方案。利用有限元数值模拟软件DEFORM3D分析了预制坯形状对成形结果的影响,设计了3种预制坯方案,模拟终锻成形过程。通过对比不同方案成形过程中的填充情况、等效应变云图、等效应力云图、截面金属流速分布等,得出了合理的预制坯形状及成形工艺参数,消除了产生缺陷的风险,提高了锻件的一次成形率,通过生产试制,有效验证了研究结果。

关键词： 电破乳   液滴聚结   直流电场   数值模拟  

摘要： 润滑油在工业中的有着重要作用,但其中的水分会影响设备性能和使用寿命。传统的水分去除方法效率低、成本高。静电脱水技术可以通过电场作用将水润滑油中从分离出,利用电场促进油水液滴的碰撞和凝聚,具有快速、高效、环保等优点。本论文利用COMSOL软件对油包水乳液中两个液滴的碰撞聚集进行数值模拟,研究微米级液滴直流电场作用下电场强度、温度、粒径、和液滴间距等因素对碰撞和聚结行为的影响规律,研究表明随着电场强度增大,液滴聚结时间快速变小,但电场强度超过一定值时影响减弱;随着温度的升高,液滴聚结时间先急剧减少,到一定值后基本趋于稳定;随着粒径增大,液滴聚并总时间随液滴直径先缓慢增加,当粒径超过一定值时急聚增加;随着液滴间距增大,聚结总时间不断增大,本文为静电脱水的机理研究提供理论依据,为高效破乳脱水装置的设计提供技术支撑。

关键词： 坚硬顶板   瓦斯超限   数值模拟   现场实践  

摘要： 为了解决坚硬顶板瓦斯超限的问题,本文以腾晖矿2202工作面为研究背景,通过数值模拟结合现场实践对矿井瓦斯治理进行研究,通过模拟确定瓦斯在巷道分布规律,利用高位钻孔对瓦斯进行抽排,经过现场实践验证了方案的可行性及优越性,为矿井高效、安全开采做出一定的贡献。

关键词： 露天采坑   固化回填   数值模拟   露天转地下开采   安全生产  

摘要： 新桥矿利用冬瓜山铜矿的尾砂对露天采坑进行固化回填,实现了区域矿山协同。利用ANSYS和FLAC3D软件构建了露天采坑固化回填与地下开采耦合作用的数值模型,分析了露天采坑固化回填与地下开采并行作业的安全性。结果表明,地下矿体开挖后,围岩应力重新分布,应力集中主要出现在露天边坡坡脚、境界顶柱左右两侧和地下采场顶板附近,塑性区主要分布在采场周边围岩内;按照新桥矿露天转地下设计的境界顶柱留设方案与回采工艺,露天采坑固化回填冬瓜山铜矿尾砂不会对露天转地下开采安全造成影响,可以保证未来露天转地下开采的安全。

关键词： 沥青混合料   剪切疲劳寿命   重复单轴贯入试验   内嵌损伤   三维离散元法  

摘要： 现有沥青混合料疲劳性能研究,主要集中在混合料弯拉疲劳性能方面,有关混合料剪切疲劳性能的研究并不多,通过数值模拟来研究混合料剪切疲劳性能则更少。基于图像技术和内嵌损伤模型三维离散元法,以重复单轴贯入试验为载体,建立沥青混合料剪切疲劳试验微观力学模型,模拟不同工况,即不同温度和油石比条件下,沥青混合料剪切疲劳寿命,并通过已有的试验加以验证。研究结果表明,基于内嵌损伤模型三维离散元法可以较好地预估沥青混合料剪切疲劳寿命,温度和油石比对沥青混合料剪切疲劳寿命影响很大。同一沥青混合料,其剪切疲劳寿命随温度升高而降低;相同集料级配和温度,最佳用油量条件下沥青混合料剪切疲劳寿命最大。研究可为抗剪切疲劳沥青混合料设计提供借鉴与参考。

关键词： 巷道   富水泥灰岩破碎带   失稳变形   注浆加固   数值模拟  

摘要： 运煤巷道受富水泥灰岩破碎带的影响,易发生失稳变形,本文以某运煤巷道为工程背景,结合大量隧道注浆加固工程经验,制定出针对富水泥灰岩破碎带巷道的施工注浆方案,并以实际工程参数为依据,结合FLAC3D软件进行数值模拟,对巷道注浆加固效果进行验证,为类似工程问题的设计与施工提供一定的参考依据。

关键词： 通航水闸   变刚度调平设计   温控防裂   超大跨度钢闸门   智能测量  

摘要： 大孔口通航水闸设计建造面临荷载分布不均、混凝土温控防裂要求高、超大跨度钢闸门安装难度大等问题。采用底板分块浇筑和调整闸室桩基竖向支承刚度分布的方法,降低闸室差异沉降;改进商品混凝土性能和温控防裂措施,实现水闸大体积混凝土“零裂缝”目标;国内首次采用分段分节入槽安装、智能测量及虚拟拼装技术,解决了超大跨度闸门现场拼装难题。以上关键技术在余姚西分工程成功应用,可为类似工程项目借鉴和参考。

关键词： 基坑开挖   邻近运营铁路   数值模拟   变形特征   列车荷载  

摘要： 深基坑开挖会对周围结构变形和安全性产生一定影响,以宿州市某顶管护涵接收井深基坑开挖工程为背景,通过三维弹塑性有限元数值仿真分析深基坑开挖对邻近运营铁路以及运营铁路列车荷载对基坑围护结构变形的影响。研究结果表明:(1)基坑开挖引起的最大位移(7 mm)位于铁路路基顶面中心线附近,且随着基坑的开挖使得铁路路基产生向基坑方向整体偏移的趋势;(2)基坑右侧围护结构的水平位移明显大于左侧,其变形特征呈内凸型,且越靠近铁路路基位移越大,最大水平位移位于埋深4~8 m;(3)列车荷载会进一步加剧基坑围护结构的变形,随着二者之间距离的增加,其影响性逐渐减小。该研究结果对于类似工程具有重要的参考价值。

关键词： 土石坝   非稳定渗流   坝体稳定性   数值模拟  

摘要： 土石坝计算中,通常假定心墙渗透系数为常数。为了研究心墙渗透系数变化对大坝渗流稳定性的影响,基于ABAQUS数值模拟软件,分析渗透系数变化情况下的大坝内力及变形情况。结果表明,渗透系数对大坝渗流-变形结果有影响,考虑心墙渗透系数变化的情况下,压强水头有所减小,大、小主应力达到稳定的时间增大。表明考虑心墙渗透系数变化的计算方法相较于渗透系数不变的简化方式更为合理,采用变渗透系数计算方法可预测大坝的变形。