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关键词： VBA语言   API函数   渗流分析   标准化生产   多软件融合   报告一键生成  

摘要： 渗流分析是土石坝设计、安全评价中的一项重要工作内容,目前国内外较成熟的专业软件如理正岩土软件渗流模块、AutoBank、GeoStudioSEEP/W模块、ANSYS软件等,侧重于渗流计算,对于多方案拟定、成果提取、报告编写及后期处理均需设计人员二次加工,导致整体工作效率不高。为解决该问题,笔者利用VBA语言结合API函数,将Excel、Word、AutoCAD和渗流软件进行融合,实现了土石坝渗流多方案自动分析计算、成果提取、报告编写于一体的功能,对土石坝多断面、多工况的渗流分析成果能够一键生成,降低了计算、制图与编写报告的门槛,实现了计算分析的标准化生产,极大地提高了效率和成果质量。

关键词： 远程激发模式   散热器设计   YAG:Ce陶瓷   数值模拟   白光LED  

摘要： 作为新型光转换元件,荧光陶瓷是照明技术的关键材料。然而,陶瓷散热问题严重制约了器件的发展。为此,设计了一种远程激发荧光陶瓷型白光LED用散热器,对LED芯片和陶瓷进行独立散热。通过三维软件建立散热器的结构模型,并导入模拟软件进行芯片和陶瓷的散热仿真,得到芯片基板和陶瓷的温度分别为90.71和68.39℃。将风扇移除后,仿真获得的芯片基板和陶瓷的温度分别为105.18和100.71℃。最后,将散热器的三维模型加工成实物,并将自制YAG:Ce陶瓷与150 W等级的蓝光LED封装。通过对白光LED光热性能测试,获得的显色指数为61.7,相对色温为4867 K,基板温度为108.30℃。实验数值与仿真温度相差约3.00℃,证实了模拟结果的准确性。为远程激发型白光LED散热设计提供了技术参考。

关键词： 介质阻挡放电   PIC-MCC法   空气放电  

摘要： 在大气压介质阻挡放电的实际应用中,空气介质阻挡放电具有极其广泛的工业化应用前景。目前,空气均匀放电的获得仍比较困难,且诊断均匀性的依据缺乏可信的依据。文章采用粒子云网格法(Particle in Cell,PIC)与蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo Collision,MCC)方法模拟了放电过程中粒子的运动情况,研究大气压下空气介质阻挡放电的发展过程,然后讨论介质厚度、电源频率对形成均匀放电的影响,并研究这两种因素对等离子体密度的影响。模拟结果表明:介质厚度在d≥1.5 mm时可获得没有放电细丝的电流波形;电源频率高于2.5 kHz时,放电细丝是难以避免的。在能够形成均匀放电的条件下,将介质厚度适当的调整在1.5 mm附近,提高电源频率,将产生更高的等离子体密度。

关键词： 三维   成矿预测   成矿过程数值模拟   茶亭地区  

摘要： 茶亭地区位于长江中下游成矿带南陵-宣城矿集区东北部,近年来陆续发现了多个斑岩型和矽卡岩型矿床,显示深部具有很好的热液矿床成矿潜力。目前传统的矿产勘查方法对区内隐伏矿的勘查效果不佳,制约了进一步的找矿突破。三维成矿预测是近年来隐伏矿找矿的重要手段之一,但三维预测信息的缺乏在一定程度上制约了该方法的预测效果。三维成矿过程数值模拟方法能为三维成矿预测方法提供新的预测信息,但对多元数值模拟信息的联合应用以及对三维成矿预测方法的支持能力等均有待深入研究。本文以安徽宣城茶亭地区为例,在力-热-流多场耦合的条件下对热液成矿过程进行三维数值模拟;通过将体应变增量、剪切应变增量等数值模拟变量信息与其他预测信息进行融合,实现深部找矿靶区的圈定。结果显示,成矿过程数值模拟方法可为三维成矿预测提供有效的预测信息,能显著提高预测能力;圈定的找矿靶区可为进一步的深部找矿勘查提供更为有效和可靠的线索和方向。

关键词： 弓长岭铁矿   大断面   一次成巷   孔间多时序   炮孔利用率   数值模拟  

摘要： 为有效解决大断面掘进爆破作业中存在的技术难题,在大断面巷道中采用孔间多时序一次成巷爆破技术。利用LS-DYNA有限元数值模拟软件,通过改变大断面巷道炮孔掏槽方式、孔间起爆时差,进行数值模拟计算。在此基础上确定了掏槽方式、炮孔布置方式等关键爆破技术参数,并进行了现场试验及应用。结果表明:与分步开挖相比,采用孔间多时序全断面一次掘进成巷爆破技术后,巷道成型效果好、炮孔利用率提高18%。改进后的爆破方案有效地解决了大断面分步开挖中面临的问题,对地下矿大断面掘进爆破巷道成型及控制具有一定的参考价值。

关键词： 回油冲击   矩形液仓   数值模拟  

摘要： 液压系统有向集成化、轻量化发展的趋势。液压油箱小型化,会导致油液回油时产生回油冲击,造成油箱内部发生卷气现象,使油液中气体污染物含量增高,影响油液品质,甚至在油箱透气帽处发生油液飞溅现象,影响系统密封性。针对油箱的使用工况,分析仿真模型的适用条件,建立AGV小车油箱的有限元仿真模型,分析初始情况和结构改进后油箱内部的油液运动状态。对AGV小车进行验证性实验,对比数值模拟结果,回油液面状态相近,仿真模型计算效果良好,基于仿真模型得到能够减轻该油箱回油冲击的油箱结构改进方法。

关键词： 城市轨道交通   盾构隧道   基坑降水   隧道变形   数值模拟   正交分析  

摘要： 为探讨基坑降水引起的既有隧道受力变形特性,依托实际工程建立三维数值模型,以隧道的最大竖向位移为评价指标,使用正交表筛选最优组合和主要影响因素,而后对主要影响因素进行单变量分析,研究隧道受力变形规律。研究表明:通过极差分析和方差分析发现,连续墙插入深度是影响坑外隧道最大竖向位移的主要因素,故邻近既有隧道的新建基坑工程有降水需求时,可先选取该因素进行隧道变形控制;随着连续墙插入深度的增加,隧道弯矩和变形均会随之减少,当连续墙插入深度到达透水性较差的土层后隧道变形显著减小,此时隧道变形能得到有效控制,而继续增加插入深度对于控制隧道变形意义不大;降水使坑外邻近隧道产生朝向坑内斜向下的“横鸭蛋”沉降变形,施工过程中应重点关注隧道拱顶和邻近基坑侧拱腰的变形情况。

关键词： 隧道工程   背斜核部区   大变形机理   现场监测   岩性实验   数值模拟  

摘要： 针对大凉山2号公路隧道穿越高地应力背斜核心区域,隧道易发生初支大变形、坍塌、钢架扭曲等问题,通过现场监控量测、围岩岩性实验、理论分析、数值模拟分析和围岩接触压力监测等综合分析,研究了大凉山2号隧道背斜核部大变形成因机理。研究表明:背斜核部玄武岩单轴抗压强度为23.31 MPa,凝灰质泥岩遇水具有一定膨胀性,给围岩变形创造了条件。由于岩层岩性不同,开挖后洞周玄武岩呈独立受弯剪梁状态。相对无水条件下,受地下水补给影响,围岩塑性区面积增加,拱腰部位较为明显。加固前,拱顶沉降量最大达470 mm,拱腰最大收敛值为844 mm,围岩接触压力为523.47 kPa。采用双层小导管+中台阶临时支撑+边墙临时支撑的“主动适应+强支撑”的综合处置方式,隧道拱顶变形减少87.6%,水平收敛变形减少95%,围岩接触压力最大值降至128 kPa,隧道变形得到有效控制。

关键词： 污染物   微生物   裂隙   运移   生物降解   数值模拟  

摘要： 原位生物修复作为一种低成本、绿色的污染场地修复技术受到了极大的关注。大多数生物修复研究集中增强土著微生物自身的降解能力的生物刺激技术上,对引入外源微生物的生物强化技术研究有限。而污染场地内天然和人工裂隙等优势渗流会影响注入微生物的运移及其降解反应。通过提出一个数学模型来模拟裂隙含水层中微生物和相关溶质迁移以及污染物降解过程。该模型考虑了对流、扩散、吸附、生长、死亡和微生物代谢反应等过程,并耦合了微生物、电子受体和基质底物三者之间的相互联系,并与试验结果验证良好。模拟结果分析表明,保持微生物与污染物之间的充分接触并提供充足的养分是提高生物修复效率的关键。由于生物降解消耗加速了基质内污染物向裂缝周边区域的反向扩散,生物修复的实际影响范围比微生物运移范围要大。同时,裂隙外基质的扩散系数对生物修复效果的影响最大,其次是微生物吸附系数和注入速度。该数学模型是评估含裂隙地层生物强化策略有效性的重要工具,有助于设计和优化相应的生物修复方法。

关键词： 径向不耦合装药   不耦合系数   孔壁冲击压力   数值模拟  

摘要： 径向不耦合装药结构广泛应用于实际爆破工程中,为探究径向不耦合装药孔壁冲击压力的变化规律,基于冲击波理论,利用激波管模型对径向不耦合装药条件下孔内波系作用过程进行简化分析。研究了孔内爆炸冲击波在各介质面的冲击压力,获得了径向不耦合装药条件下孔壁初始冲击压力的计算表达式,模拟了径向不耦合装药时冲击波的作用过程。研究结果表明:径向空气层的存在极大削减了爆炸冲击波压力,孔壁峰值压力在不耦合系数1~2时发生指数型衰减,在不耦合系数大于2时,其衰减速度较缓慢。冲击波作用在孔壁处时存在多个波峰,且初始峰值压力最大,后续峰值压力随时间的延长逐渐减小;随着不耦合系数的增大,初始峰值压力逐渐减小且到达峰值压力的出现时间也逐渐延后;不耦合系数越大,多波峰特性越明显,不耦合系数较小时峰值压力较大,会对围岩产生较大的破坏。为减小对围岩的破坏且满足相应的爆破要求,应充分利用不耦合系数较大时的多波峰特性,根据岩石性质选择合理的径向装药系数。