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关键词： 淬火   反传热计算   残余应力   2A14铝合金  

摘要： 为了预测2A14铝合金大型构件淬火后的残余应力与变形,采用热膨胀试验、高温拉伸试验和材料计算方法,建立了2A14铝合金淬火过程材料模型。基于在线测量2A14铝合金淬火过程的温度变化数据和XRD测量淬火后的残余应力数值,通过反传热法计算了C形环试样淬火过程的表面换热系数,并通过模拟计算了C形环试样淬火过程的温度、应力和开口距离变化。结果表明,淬火后C形环开口距离增加量的仿真计算结果为0.1158 mm,实际测量结果为0.1657 mm。仿真计算结果与实测结果吻合。

关键词： 强制循环泵   离心泵   数值模拟   导叶设计   导叶进出口角   流动分析  

摘要： 强制循环泵是催化裂化装置烟气热量回收系统中重要的水循环动力设备,蜗壳为半球形结构带导叶的LUV型泵是一种广泛应用的强制循环泵,其导叶结构对泵的性能有着至关重要的影响。本文针对强制循环泵二元导叶在不同叶高处的进口叶片安装角与水流角不匹配的问题,发展了采用后盖板和前盖板的叶片中弧线角度分布和叶片厚度分布来构建叶型的三元导叶叶片结构设计方法,并数值研究了导叶后盖板和前盖板处进出口叶片安装角对泵额定工况效率和内部流动特性的影响。结果表明:随着前后盖板叶片进出口安装角中一个变量的增大,额定流量点效率均先增大后减小;设计的三元导叶方案比二元导叶方案在额定工况下的效率提高了0.9%;后盖板附近的叶片安装角与水流角的匹配性对泵的效率起到了更加重要的作用;三元导叶方案在后盖板附近0.1叶高截面上进口水流角与叶片安装角的匹配关系得到改善,此截面上的旋涡区减少,导叶内的能量耗散减小。

关键词： 高速铁路   红层泥岩   堑坡特征   卸荷蠕变   数值模拟  

摘要： 轨面的平顺性是高速铁路(客运专线)正常运营的关键保障。近年来,红层泥岩地区深挖路堑基底持续上拱病害已导致轨面显著不平顺,严重影响高速铁路正常运营。本文以成(都)渝(重庆)客运专线内江北站为研究对象,统计沿线上拱监测数据,分析路堑中心开挖深度与路基基底上拱量值的对应关系,得出开挖卸荷是导致高铁基底上拱的重要原因。分析成渝客运专线上拱段路堑特征,将深挖路堑分为双侧对称型、双侧不对称型和单侧型。通过室内侧限单轴压缩蠕变试验获得砂、泥岩蠕变曲线,采用Burgers模型对曲线进行参数识别,用Flac3D模拟内江北站深挖路堑基底上拱特性,对比分析上拱位移与侧压力系数的模拟值与实测值,验证模型的可行性。在此基础上,模拟分析3种堑型基底上拱特性,得到最不利堑型。最后以最不利堑型为例,研究不同开挖宽深比、不同堑坡坡度下的基底泥岩上拱特性,得到最不利宽深比和坡角。研究结果可为高速铁路红层泥岩的路堑设计提供参考。

关键词： 非饱和粗粒土   数值模型   冻胀变形   水汽迁移  

摘要： 非饱和粗粒土冻胀是季节冻土区路基工程的主要灾害原因。为探究非饱和粗粒土的冻胀变形规律,针对其冻胀过程特点,基于达西定律和傅里叶定律,本文提出一种描述温度变化作用下适用于非饱和粗粒土水汽迁移的数值模型。该模型综合考虑了冰水相变和水汽迁移对土体冻胀变形的影响,对比数值模拟结果与室内试验结果,验证了模型的合理性与可行性。通过气态水通量和液态水通量分析冻结过程中蒸汽在水分迁移中的作用,并利用数值试验进一步探究在不同温度梯度作用下粗粒土水汽迁移和冻胀变形规律的变化特征。研究表明,在粗粒土冻结过程中,在土柱冻深范围内,气态水有明显的向上迁移趋势,对土体的冻胀有重要贡献。数值试验中发现,不同冷端温度作用对土样温度变化、含水率变化均产生影响,同时对水汽迁移变化和冻胀变形有显著影响。在不同冷端温度作用下,高度为20 cm的试样均在高度3 cm左右达到最大含水率,表面最大冻胀量可达约4 cm。

关键词： 油页岩   各向异性   热传导系数   显微CT   数值模拟  

摘要： 【目的】油页岩原位开采过程中传热效率差,各向异性差异显著,油页岩原位开采中存在各向异性传热差异问题。【方法】以新疆巴里坤油页岩制标准样本试件,采取多种室内试验手段对不同温度下块状油页岩水平、垂直层理传热差异进行探究,并进行原位开采模拟。【结果】实验结果表明:1)随着温度升高,各层理方向热传导系数均呈“降低”趋势,但油页岩平行层理方向的热传导系数均大于垂直层理方向;2)随温度升高,比热容先升高再降低,当温度为400℃时,油页岩比热容值最大;3)结合显微CT图,随着温度的升高,裂隙增多对垂直层理方向热量传导的影响大于平行层理方向。基于上述实验测试参数,同时利用COMSOL软件建立油页岩储层原位电加热的“热-固”耦合模型,模拟结果表明:随加热时间的增加,各向异性传热差异逐渐开始呈现;当加热时间为120 d时,加热井附近区域温度上升,并未表现出明显的各向异性;当加热到600 d时,平行层理方向的传热区域明显大于垂直层理方向,呈“椭圆”状;加热到1 440 d时,传热区域小幅度增加,加热井控制区域页岩基本热解完成。

关键词： 超声流量计   安装管道尺寸偏差   数值模拟   计量  

摘要： 正确的安装是保证气体超声流量计测量准确度的前提。基于高压气体流量标准装置,在有、无管径尺寸偏差的安装条件下,对交叉4声道DN200口径超声流量计实验测量显示,在0.1~2 MPa压力,1.5~12 m/s流速范围内,8 mm安装管道正向尺寸偏差会带来0.22%的测量误差。为量化尺寸偏差对超声流量计测量结果的影响,采用数值模拟与实验测量相结合的方法,就不同尺寸偏差,压力及口径对超声流量计测量结果的影响进行系统研究。结果表明,正向尺寸偏差带来的测量误差几乎不受压力影响,负向尺寸偏差带来的测量误差随压力增加呈现从负误差到正误差的转变;尺寸偏差对测量结果影响随超声流量计口径减小而增大,3 mm尺寸偏差对DN50口径的声流量计测量结果影响可达0.20%。

关键词： 矩形边界   感生电场强度   数值模拟  

摘要： 先研究《电磁学(拓展篇)》中一道例题,纠正并完善原题中答案与解析,接着对矩形边界感生电场进行研究,最后对无穷大边界感生电场问题进行了一定程度的分析.

关键词： 植物工厂   数值模拟   通风  

摘要： 为探究在不同进气方式下植物工厂作物冠层环境的变化情况,对室内人工光型植物工厂内部温度、相对湿度(relative humidity,RH)以及CO_(2)质量分数分布进行了数值研究,并考虑了作物存在及H_(2)O蒸发、CO_(2)吸收的影响;讨论了4种不同进、出风口位置及5种入口流速对植物工厂作物冠层的影响,并对作物冠层温度变动系数RSD_(T)、RH变动系数RSD_(RH)及CO_(2)质量分数变动系数RSD_(C)进行了分析。结果表明,不同进出口布置与不同入口流速v对冠层温度、相对湿度RH以及CO_(2)质量分数分布有较大影响;当进出口布置为下进上出同侧(C4)时,即使在低流速下室内也有良好的温度分布;当v≥1.5 m/s时,C4方案各冠层RH值均处于50%~70%这一适宜区间,CO_(2)质量分数均值也高于其他方案;随着v增大,RSD_(T)、RSD_(RH)及RSD_(C)均降低明显,作物冠层温度、RH及CO_(2)质量分数均匀性表现良好。

关键词： 聚合物驱   数值模拟   交替注入   提高采收率  

摘要： 随着H区块开发的不断深入,油层的含水率逐渐升高,年产油量逐年降低,但区块整体的剩余油储量较为可观,矿场下一步预计采用聚合物驱挖潜剩余油。基于有效厚度、渗透率等因素将试验区井组划分为4类,注入不同相对分子质量、不同质量浓度的聚合物。考虑梯次降浓段塞组合聚驱情况下,高质量浓度聚合物封堵高渗层,中低质量浓度聚合物更好地驱替中低渗透层的剩余油,从而达到提高波及系数、增大采收率目的。因此设计3种不同段塞组合聚驱方案,优选出试验区适合的段塞组合方式,预测并对比不同方案聚驱效果。数值模拟结果表明:方案3是最为合理的聚合物驱油方案,累积增油5.91×10^(4)t,与常规水驱相比提高采收率10.81%,驱油效果最好,经济效益最高。

关键词： 帷幕注浆   穿层钻孔   瓦斯抽采   封堵裂隙   数值模拟  

摘要： 车集煤矿底抽巷经过多轮瓦斯抽采穿层钻孔后,巷道围岩产生了较多的裂隙,导致钻孔封堵不严密,影响瓦斯抽采效果。针对此问题,选择帷幕注浆技术对巷道进行加固。首先,通过COMSOL Multiphysics软件建立实体煤岩钻孔注浆数值模型;然后,根据数值模拟结果分析注浆浆液在裂隙岩体中的扩散规律,并设计出适宜的注浆方案;最后,在现场开展钻帷一体化帷幕注浆和注帷一体化封孔注浆工艺的试验研究。结果表明:采取帷幕注浆措施能够有效封堵裂隙,提升瓦斯抽采浓度。相较于非帷幕注浆钻孔,试验钻孔单孔平均始抽浓度提高了9.4个百分点,单孔平均再抽浓度提高了14.5个百分点。该技术为类似矿山帷幕注浆工程提供了技术借鉴。