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关键词： 数据中心   水冷散热器   数值模拟   流道结构优化  

摘要： 为了解决数据中心服务器面临的高热流密度及高能耗问题,对比了横向平行长流道、竖直平行长流道、横竖均通十字3种流道结构对芯片的冷却效果,确定最佳流道结构和肋片间距,并对机柜芯片组进行数值模拟,得到了维持芯片组安全工作(70℃)所需最小流量随入口水温的变化曲线。研究结果表明:横向平行长流道的综合散热性能最好,综合性能换热因子提升41.4%;采用横向平行长流道结构,肋片间距为0.3 mm时,芯片散热效果最好;维持芯片组安全工作时,入口温度低于10℃时,对流量的需求很小,仅为62.5 g/s,入口温度高于30℃时,流量需求迅速增加,增长幅度高达44.2%,并给出了入口温度和最小流量之间的拟合公式。

关键词： HYDRUS-2D   水氮运移   数值模拟  

摘要： 针对宽垄沟灌冬小麦水氮施用的问题,该研究选定60%田间持水率(W_(1))、70%田间持水率(W_(2))和80%田间持水率(W_(3))三个土壤水分控制下限,以及120 kg/hm^(2)(F_(1))、220 kg/hm^(2)(F_(2))和320 kg/hm^(2)(F_(3))三个施氮量水平进行不同水氮处理下田间水氮运移实验,并基于田间试验实测数据,通过HYDRUS-2D构建宽垄沟灌土壤水氮运移数值模型,分析数值模拟不同水氮处理下土壤水氮分布与运移的可行性。结果表明:土壤含水率、铵态氮和硝态氮实测值与模拟值具有很好的一致性,研究结果可为引黄灌区不同水氮处理宽垄沟灌冬小麦土壤水氮运移机理研究提供依据。

关键词： TC11/TC17钛合金   线性摩擦焊接   力学性能   纳米压痕  

摘要： 基于线性摩擦焊(LFW)接头的组织特征及其材料性能,探索接头分区建模方法,采用有限元技术实现了TC11/TC17异质钛合金LFW接头拉伸过程的数值模拟,揭示了接头拉伸过程中不同焊接区的应力应变演变规律,预测了接头的力学性能和断裂位置。结果表明,在2000 N均布的拉伸加载条件下,可计算预测出TC11/TC17异质钛合金LFW接头的屈服强度、抗拉强度分别为1045、1082 MPa,与实际测量值的误差小于2.5%。拉伸过程中接头在焊核区边缘存在应力峰值。在TC11母材区距焊缝中心24.2 mm位置存在应力和应变集中,应力集中区的应力值在1057 MPa以上,应变最高可达18.52%。该位置出现了颈缩现象,表明TC11/TC17异质钛合金LFW接头在该位置发生断裂。

关键词： 墙式切圆   一次风率   褐煤   燃烧性能   结焦   数值模拟  

摘要： 对某台采用四墙布置燃烧器切圆燃烧的600 MW超临界锅炉进行了优化调整试验和数值模拟,对锅炉存在的水冷壁严重结焦、超温爆管、炉膛出口速度及烟温偏差问题的原因进行了研究。结果表明:锅炉炉膛出口左、右侧存在速度与烟温偏差,燃尽风的投切对炉膛出口气流速度分布影响很大;提高一次风率对提高制粉系统出力有利,但过高的一次风率(40%以上)是导致锅炉发生水冷壁结焦和局部超温爆管的主要原因;一次风率控制在设计值36%左右,锅炉的运行状态明显改善。

关键词： 鄂尔多斯盆地   走滑断裂   数值模拟   主应力   构造叠加  

摘要： 以鄂尔多斯盆地红河油田精细地震构造解释为基础,结合南缘秦岭和西缘六盘山的构造演化史,并采用有限差分软件开展两期构造叠加的大应变数值模拟实验,探讨红河油田的走滑断裂活动及应力场演化。结果表明,北西走向的玉都断裂带先活动,受到基底断层控制而发育单断式左行走滑,应在晚侏罗世—早白垩世活动,其动力学背景是秦岭北缘不同块体之间往北西方向的差异挤压,活动之时玉都断裂带附近最大主应力方向为北东东向;北东东向弥散式断层后活动,受到六盘山冲断带向东挤压过程中南北差异的影响而发生左行走滑,在早白垩世晚期或新生代活动,活动之时最大主应力为北东向(N36°~69°),平均N53°。研究结果对本地区的断裂预测提供了新的约束,亦可为鄂尔多斯盆地其他油田的断裂研究提供借鉴。

关键词： 数值模拟   冻结壁稳定性   井帮蠕变   掘进底鼓  

摘要： 为了解决井筒开挖过程中冻结壁稳定性难以预测的问题,现以丁集矿第二副井井筒为工程背景。基于数值模拟有限元软件,利用冻土本构关系及蠕变参数,对不同冻结壁温度、不同冻结壁厚度和不同掘进段高穿过深厚冲积层(400m以下)的冻结壁进行了有限元分析。结果表明进行掘进开挖时掘进工作面会产生严重的底鼓现象,且底鼓现象会随着冻结壁温度的降低而减小,随着掘进段高、冻结壁厚度的增大而增大;同时空帮段会产生径向位移,且井帮径向位移随冻结壁温度降低、冻结壁厚度增大而减小,随着掘进段高的增大而增大;并得出了冻结壁井帮的最大径向位移、掘进工作面底鼓位移与冻结壁厚度、冻结壁温度、掘进段高和开挖段井帮暴露时间关系表达式,并根据工程实测得到了验证。为今后相似的井筒开挖提供了一定的参考价值。

关键词： 预制孔无铆连接   模具尺寸关系   数值模拟   铆接质量  

摘要： 为了研究预制孔无铆连接的工艺参数对铆接质量的影响,设计了预制孔无铆连接模型,以板厚、冲头半径、预制孔半径、倒角尺寸等为变量,分析得到了无铆连接中一种变量组合对应的该种组合下预制孔尺寸的最佳取值。建立了预制孔无铆连接的有限元模型,通过DEFORM-2D软件模拟预制孔无铆连接过程,控制铆接成形后的铆接头底厚值为0.2 mm,在预制孔半径范围计算公式所确定的范围内选取预制孔最佳尺寸参数,研究了预制孔倒角尺寸对铆接头成形质量的影响。结果表明,预制孔的半径、倒角尺寸等直接影响铆接头质量,上、下板材厚度均为2 mm,预制孔半径选用4.01 mm,倒角尺寸为1.2×45°时,铆接质量最好;铆接速度影响铆接头的颈厚值,铆接速度越大,颈厚值越小。

关键词： 固定式打磨台   粉尘   质量浓度   排风孔   风幕   数值模拟  

摘要： 在固定式打磨台上进行高精细度的金属打磨已成为机械制造工艺中的重要环节。为改善某公司固定式打磨台的排风除尘效果,提出了2种优化方案。采用CFD-DPM相互耦合的数值模拟方法,对打磨过程中固定式打磨台上的粉尘质量浓度分布情况进行分析,并对原固定式打磨台及2种优化方案的固定式打磨台排风除尘效果进行对比研究。研究结果表明,原固定式打磨台的排风除尘效果较差,而2种优化方案都能在一定程度上降低打磨过程中的粉尘质量浓度。当排风孔数量增加到4个和5个(上2下3)时,排风除尘效果较佳。在此基础上,通过在固定式打磨台安装风幕,对比得出安装风幕的4个排风孔固定式打磨台的排风除尘效果最佳,其呼吸带高度粉尘质量浓度和最大粉尘质量浓度相比未安装风幕分别降低了99.88%和91.81%,值得在相关工业实践中推广使用。

关键词： 岩土工程   地震作用   变截面钢管混凝土单桩   动力响应   数值模拟  

摘要： 为了探讨桥梁位于软弱土层时,地震作用下变截面钢管混凝土桩基的动力响应,以翔安大桥为工程背景,利用FLAC3D有限元软件建立地震作用下桩-岩土体-钢管耦合作用的数值模型,研究在不同强度的地震作用下变截面钢管混凝土单桩和变截面普通混凝土单桩桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩的动力响应差异.结果表明:变截面钢管混凝土单桩在地震作用下的桩身加速度、加速度放大系数、桩身位移最大值和桩身弯矩变化规律均同变截面普通混凝土单桩类似,但钢管使桩身加速度放大系数降低、桩基抵抗侧向变形能力和抗弯承载力提高.因此,钢管可以显著提升地震作用下桩基的抵抗变形能力和承载力.

关键词： 多级离心泵   数值模拟   轴向力  

摘要： 【目的】多级离心泵在运行过程中易产生较大的轴向力,严重影响泵的稳定运行,亟需探究切除部分后盖板以平衡轴向力方法的可行性。【方法】基于修正的SST k-ω湍流模型,利用CFX软件对不同流量工况下多级离心泵的内部流动进行了数值模拟分析,得到了在不同流量工况下离心泵的各级前后盖板压力云图。【结果】1)在所研究的流量工况范围内,多级离心泵由于水力损失严重,一开始的效率和功率整体偏低,随着流量不断增大,效率呈先增后减趋势,功率不断增大,扬程曲线为陡降曲线。2)多级离心泵各级前后盖板所受压力从首级开始呈逐级递增趋势,级数越大盖板所承受的轴向力越大,且轴向力的方向均由前盖板指向后盖板。【结论】选择合适的流量工况对于提升多级离心泵的工作效率十分重要。切除部分后盖板,使前盖板与后盖板的面积相近,受力时更加均匀,能够达到平衡轴向力的效果,证明了设计方法的可行性。