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关键词： 离心式血液泵   外特性   剪切应力   数值模拟   可视化试验  

摘要： 为研究运行参数对泵性能及剪切应力的影响,采用高速摄像技术对泵内流动进行拍摄,并对泵内剪切应力状况进行数值模拟。建立血液泵内部流动可视化试验方法,揭示了泵的外特性随叶轮转速及血液流量的变化规律,同时阐明了泵的结构及运行参数对泵内剪切应力的影响。研究结果表明:泵内高剪切应力主要集中在蜗舌及叶片尾部,降低转速和增大流量都能够有效降低泵内剪切应力;试验所得流体运动轨迹与模拟结果相一致,且外特性误差在6.9%以内。

关键词： 顺倾边坡   软岩   数值模拟   FLAC3D   边坡稳定性分析  

摘要： 基于在露天矿山生产过程中软岩边坡稳定的重要性,结合先锋露天煤矿北帮边坡的地质条件,采用流固耦合数值模拟与理论研究相结合的研究方法,对边坡的位移场、应力场进行分析,研究高地下水位软岩边坡在自重应力下的破坏模式和发展趋势。结果表明:北帮边坡表层泥岩发生了大范围的水平向变形,且最大变形集中在坡脚和坡中;边坡的竖直向变形主要表现为坡脚的挤出和坡顶的沉降,并根据边坡的变形提出了清方减载和抗滑桩两种不同的防治措施,并验证了其可行性。

关键词： 水上飞机   数值模拟   水动力特性   纵向稳定性  

摘要： 采用欧拉多相流模型和流体体积函数(VOF)法,分析某轻型电动飞机着水过程中不同速度、不同迎角和不同水况对纵向稳定性的影响。结果表明:飞机着水速度较小时,俯仰角会先增大,飞机出现抬头趋势;飞机着水速度较大时,俯仰角会先减小,飞机出现低头趋势;该飞机着水的最佳迎角为2°,且不得超过8°,否则会出现弹跳现象;飞机在波浪水面着水时与静水时的规律一致,速度越小,俯仰角变化范围越小,飞机吃水深度越深。

关键词： 三叶螺旋桨   涵道   滑移网格   混合网格   数值模拟  

摘要： 为研究某型在研应急救援气垫船上搭载的三叶涵道螺旋桨的气动特性,基于滑移网格方法建立涵道螺旋桨流场数值预报模型。设计3套不同疏密程度的非结构与结构混合网格方案进行不确定度分析,将NASA涵道螺旋桨的数值计算结果与实验数据进行比较,验证本文建立的数值模型具有较好的可靠性和准确性。基于建立的数值模型,分别计算了孤立螺旋桨和涵道螺旋桨在不同转速下的复杂流动。结果表明,相同转速下,涵道螺旋桨总推力系数较孤立螺旋桨增加10%,工作效率提高25%;涵道扩大了螺旋桨前部低压区的分布范围;涵道壁改变了螺旋桨桨尖流线特性,抑制了桨尖涡的形成,减少了能量损失;该型螺旋桨孤立状态下静推力为470 N,不能满足该型气垫船设计要求,加上涵道后其静推力为516 N,航行状态下推力为327 N,均能满足设计要求。

关键词： 刮板输送机   精密成形工艺   套筒   有限元模型  

摘要： 本文探究了刮板输送机链轮精密成形工艺的设计内容和数值模拟方法。结合链轮锻件的结构特点和成形要求,重点介绍了凸模、套筒、凹模、芯棒和固定板等结构的设计。使用DEFROM-3D有限元分析软件进行链轮精密成形数值模拟,根据坯料的不同设计了3套方案并建立了对应的有限元模型。结果表明,锻件的应力场分布不均匀,总体上呈现出从轮齿到芯部先减小后增加的趋势;1#管状坯料成形载荷最小,但是坯料高径比大,容易产生纵向弯曲;2#管状坯料成形载荷较小,但是应力集中,影响锻件的力学性能;3#实心坯料成型载荷最大,应力分布相对均匀,应变较为稳定。由此可得,在链轮精密成形工艺中优先选择柱状实心坯料。

关键词： 高压射流   SPH   数值模拟   应力波   碎冰程度  

摘要： 风力发电技术领域中风机覆冰已成为制约风电机组安全运营的重大隐患.为研究连续高压射流对冰层的冲击破碎,将该过程简化为细长圆柱,对有限大的冰块冲击破碎的过程,基于SPH方法建立高压射流破碎冰层有限元模型,观察射流撞击冰块发生失效破碎时冰块的碎裂程度.模拟了随时间变化的应力波演化以及与之相对应的冰层破坏效果.分析了不同射流速度、射流角度以及喷嘴口径对射流碎冰程度的影响,并为满足高效、节能的除冰方法选择射流速度为80m/s、射流角度为75°、喷嘴口径为2 mm的射流方式.

关键词： 提升箱体   铸钢件   铸造工艺设计   数值模拟  

摘要： 根据提升箱体铸件的铸造精度和表面质量要求特点,确定了砂型铸造工艺方案,确定了铸件的造型材料和铸造工艺参数。根据阻流截面法和模数法设计计算浇冒口的具体尺寸,并运用CAD软件设计了提升箱体铸件的铸造工艺图,利用三维软件绘制铸造工艺三维图。使用铸造模拟软件对铸造工艺进行了模拟分析,预测了缩孔位置,通过改变工艺参数有效控制了铸件的凝固收缩。

关键词： Zr_(60)Ti_(40)钛锆合金   铸造工艺设计   数值模拟   冶金质量  

摘要： 以名义成分为Zr_(60)Ti_(40)的钛锆合金为研究对象,以简单圆筒结构铸件为载体,对不同铸造工艺及不同铸型材料的方案进行了数值模拟及试验验证工作。数值模拟结果表明,陶瓷型壳离心浇注及单浇口陶瓷型壳重力顶注方案金属液充型平稳顺畅,无溅射及汇流现象发生;金属液补缩效果良好,铸件内部无大尺度缩孔生成。试验验证显示,两种方案浇注出的铸件外观无冷隔等表面缺陷,内部未发现明显的大尺度缩孔、气孔、夹杂等缺陷,与数值模拟一致性较好。

关键词： 交通枢纽   超大直径盾构   数值模拟   变形特征   控制措施  

摘要： 为探究超大直径盾构隧道下穿既有车站地下结构的施工控制问题,依托北京城市副中心东六环改造工程,结合现场实测数据与数值模拟对超大直径盾构隧道和桩筏基础的互相影响进行研究,分析下穿进程中地下结构筏板的变形规律,在和现场实测数据比对验证模型的准确性后,提出有效的施工控制措施。结果表明:地下结构基底筏板在竖直方向的位移整体呈现类似“M”型分布特征,引发变形的施工控制因素包括注浆措施、回填层厚度以及双线隧道施工间距;对这类地下结构主要采用了3种施工控制方法,包括同步注浆和壁后注浆联合加固增强措施、地下结构顶板覆2 m回填层施压,以及双线隧道依次穿越地下结构,施工间距至少保持300 m以上等,这些措施的联合使用取得了显著的变形控制效果。

关键词： 输电线路   分布式风场   连续性倒塌   数值模拟   参数分析  

摘要： 为分析强风作用下输电塔线体系连续性倒塌的过程,将已发生破坏的输电塔作为薄弱塔,采用等效位移的方式考虑薄弱塔倒塌对挂线点空间位置的影响,计算相邻输电塔(目标塔)在薄弱塔多组倒塌特征变量组合工况下的响应和破坏特征,确定对目标塔具有最大影响的薄弱塔倒塌特征变量.结果表明:在发生连续性倒塌时,目标塔的破坏包括近薄弱塔侧的塔身破坏和塔头破坏2种形式;目标塔近薄弱塔侧背风面主材应力比最高,斜材应力比一直较低;塔身下部斜材失稳与主材应力的持续增大是目标塔整体倒塌的最直接原因;薄弱塔的倒塌过程持续时间是目标塔是否破坏的主要控制变量.