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关键词： 准东煤   灰化温度   黏度   烟气温度   烟气流速  

摘要： 针对燃用准东煤锅炉出现的积灰结渣现象,研究了准东煤在不同灰化温度下灰颗粒元素含量变化,建立灰沉积模型,对灰颗粒在圆管壁面的沉积特性进行数值模拟.结果表明:烟气温度600℃时,灰颗粒表面无明显熔融现象,且EDS结果中Si、Al元素含量高,计算黏度值远高于临界黏度,随着烟气流速提高,反弹的灰颗粒粒径减小,积灰扩展角减小;随着烟气温度升高,烟气温度800℃时的最大积灰厚度为烟气温度600℃时最大积灰厚度的近3倍,灰化温度达到800℃时灰颗粒表面出现黏结现象,灰颗粒的黏附能力增强;烟气温度达到900℃时,积灰厚度进一步提高,结合实验结果可知,微米级灰颗粒表面出现明显熔融现象,且EDS结果显示Fe元素含量高达28%,计算黏度值接近临界黏度.

关键词： 采空区   高位钻孔   裂隙演化   数值模拟  

摘要： 为了研究采空区上覆岩层裂隙发育和演化规律,确定最佳高位钻孔瓦斯抽采位置,采用3DEC数值模拟方法对贺西煤矿3#、4#煤层工作面推进过程采空区上覆岩层裂隙演化规律进行研究。结果表明,依据位移变化划分各测线的三带分布与公式计算三带范围一致,并确定最佳抽采区域为3#煤层上方21.48~28.6 m,最后通过选取2317工作面材料巷抽采钻场4个高位钻孔作为考察钻孔,经实际测量证明位于最佳抽采区域钻孔的抽采效果最好。

关键词： 熔体管道   计算流体力学   数值模拟   数学规划   设计   优化  

摘要： 在满足产能和合理的管道压降范围下,如何降低熔融聚合物在熔体管道中黏度降问题是熔体流动管道设计的关键因素。本研究基于计算流体力学(CFD)的方法,对熔体流经管道发生热降解过程进行数值模拟,并在此基础上提出了混合整数非线性规划(MINLP)模型和非连续性非线性规划(DNLP)模型,分别对熔体管道进行设计与布局优化。分析实际算例的数值模拟结果发现,优化后的管道相较于原管道黏度降减小3.48%,同时出口的压降分布范围减小了60.47%,出口的压降分布更加均匀。结果表明,综合利用模拟方法与数学规划模型可实现熔融聚合物流动管道的自动化设计及优化。

关键词： 复杂建筑   混凝土   高层结构   收缩徐变   数值模拟  

摘要： 为分析复杂异形高层建筑在施工阶段的收缩徐变问题,以山东省济南市某异形高层建筑为研究对象,运用数值模拟的方法建立三维分析模型,研究混凝土收缩徐变对建筑物竖向变形和水平向变形的影响。结果表明,考虑收缩徐变和不考虑收缩徐变的建筑竖向变形曲线均为指数曲线的变化规律,底部混凝土结构的竖向变形增速较大,高处混凝土结构的竖向变形增速较小;考虑收缩徐变的混凝土结构竖向变形大于不考虑收缩徐变的混凝土结构竖向变形,两者的竖向最大变形差随着施工高度的增加而线性增加;不同建筑施工高度时考虑收缩徐变的建筑水平向的变形均为非线性增加,后呈非线性减小的变化趋势,且水平向变形峰值大致出现在该施工高度的中部位置。

关键词： 胶结充填体   数值模拟   装药结构   爆破振动  

摘要： 在采用空场嗣后充填法开采矿石过程中,为降低Ⅱ步骤回采矿房爆破落矿时,爆破冲击作用对Ⅰ步骤回采后进行胶结充填的矿柱造成的损伤,通过数值模拟方法,分析了不同厚度预留矿柱下空气间隔装药及砂石间隔装药两种装药结构在爆破过程中对临近胶结充填体的损伤情况。研究结果表明,两种装药结构在爆破过程中对紧邻胶结充填体侧的保留矿体的损伤范围及胶结充填体内损伤,随保留矿体厚度的变化情况基本一致。但与砂石间隔装药结构相比,空气间隔装药结构在粉碎区耗能较低,更多能量集中于裂隙区,炸药能量分布更均衡,破岩效能更优。此外,通过现场监测爆破振动数据,结合萨道夫斯基爆破振动衰减公式,对振动监测数据进行多元线性回归。得到爆破振动在充填体中X、Y、Z三个方向衰减系数分别为2.31、1.76、2.08,且回归曲线线性相关关系强,符合矿山实际,相关衰减系数可作为控制爆破过程中最大单响药量的理论依据。研究结论为井下回采爆破参数选择提供了理论依据,对井下安全开采具有一定指导意义。

关键词： 沉降后浇带   差异沉降   施工过程   数值模拟   封闭时间  

摘要： 北京市大兴区某二类居住用地项目为多栋高层住宅环绕地下车库建筑,为消除差异沉降不利影响,设置了多条沉降后浇带,后浇带的存在严重制约项目工期。根据场地地质条件、地基基础方案以及上部结构荷载分布情况,采用PLAXIS3D进行沉降分析,并结合实际工程经验论证提前封闭沉降后浇带的可行性,结果表明提前封闭沉降后浇带可行。该项目提前封闭了沉降后浇带,实现了预期目的。

关键词： 熔池   电弧增材   热状态   流动特性   稳定性   数值模型  

摘要： 利用FLUENT软件和二次开发建立电弧增材熔池三维数值模型,探究熔池热状态和流动特性对熔池尺寸及其稳定性的影响.数值模拟结果表明,电弧增材是一个快热急冷的熔池非平衡凝固过程,电弧力和马兰戈尼效应对熔池流动影响较大,且熔池内部流态以环流为主.综合分析热输入和热耗散对熔池局域温度场和流场的影响,发现熔池热状态通过影响熔体粘度、各驱动力而改变熔池流态和流速,而熔池流动则影响熔池边界和热对流,因此二者的综合作用决定了熔池几何.层间冷却能够改善沉积时熔池热耗散条件,减小热积累的影响,但同时会降低成形效率.

关键词： 网格拓扑   圆柱绕流   钝体绕流   分离涡模拟   数值模拟  

摘要： 使用DDES湍流模型对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同网格拓扑对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:使用H型、C型网格拓扑及在远场设置非结构网格时,流场表现出良好的湍流谱生成能力,捕捉到较多的高频-小尺度涡结构,同时计算的阻力系数、回流区长度等物理量与实验值拟合较好;O型网格拓扑流场耗散较大,计算精度相对较低。计算效率与网格数量呈线性关系,但计算精度与网格数量不一定正相关,工程计算中应合理选择兼顾计算精度及效率的网格划分方式。

关键词： 特深井   高温硬岩   涡轮钻具   同径取心   提速降本   数值模拟   玛页1井  

摘要： 分析了涡轮钻具结构特征及性能特点,在深井、特深井的高温高压、强研磨性地层中,涡轮钻具基本上成为唯一可选的用于复合钻进提速降本的井下动力钻具。针对深部资源的勘探开发需求,阐述了现有涡轮钻具同径取心技术的优势及存在的问题,利用数值模拟仿真技术分析和研究了涡轮钻具同径取心过程中钻井液的流动状态对取心效果的影响,认识到涡轮钻具可耐高温,适于深井、特深井全面钻进及取心钻进,但其高转速在取心钻进过程也容易造成岩心磨损、岩柱螺旋,而改善同径取心钻具高速单动性能、加长涡轮钻具螺旋稳定器、利用反螺旋扰流板等技术措施,有利于减小取心钻具井底的涡动、降低岩心内外管轴向速度差,从而提高涡轮钻同径取心钻进的岩心质量。

关键词： 水力压裂   裂缝扩展   数值模拟   压裂工艺   应力效应  

摘要： 水力压裂是煤层增透和煤层气增产的关键技术,它可有效地造成裂缝网络,增大气体渗流通道面积。然而随着煤层开采深度的增加,煤层气开发面临着埋藏深、赋存环境复杂、岩体致密、非均质性强、开发难度大等难题,水平井段簇方案设计成为解决该问题的关键。基于首山一矿某工作面煤层的物性特征,采用三维有限元应力模拟技术构建地质力学模型,设计储层压裂的排量、液量、液体黏度等压裂工艺技术指标,研究不同应力差对水力压裂半径的影响,并利用该模型运用单因素控制方法,研究分析不同簇间距下裂缝的发育形式与有效半径。研究结果表明,水力压裂工程试验验证了裂缝的有效半径,并且与数值模拟分析结果相吻合;随着地应力差异系数的增大,水力压裂主裂缝逐渐发生偏移,水平应力差越小,形成的压裂缝网越复杂;随着簇间距的增加,裂缝的簇间应力干扰作用减弱,裂缝的扩展变得更加均匀。