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关键词： 隧道工程   注浆参数   现场试验   帷幕注浆   数值模拟  

摘要： 为了提高隧道富水岩溶区的注浆加固效果,依托某隧道工程,采用多种超前探测手段对隧道富水岩溶区进行全面探测。在此基础上,采用数值模拟方法,分析不同注浆厚度下隧道位移变化和涌水的变化规律,并采用3种注浆技术相结合的方法对隧道富水岩溶区进行了注浆加固。研究结果表明:帷幕注浆厚度主要体现在减少涌水量上,当注浆厚度超过5 m以后,隧道的止水效果几乎不再增长;选择5 m的注浆厚度和25 m的注浆长度作为工程的注浆范围。在注浆过程中,3种注浆技术相结合,可以有效解决高水位涌动和成孔困难的问题。勘探和注浆结合的方法,可为后续注浆方案提供动态反馈和优化。注浆结束后,现场施工情况表明,注浆效果良好。

关键词： 喷气织机   辅助喷嘴   数值模拟   流-固耦合  

摘要： 文章主要研究喷气织机中不同孔型的辅助喷嘴应力形变问题,利用Fluent软件建立了辅助喷嘴结构的三维模型,采用k-ε湍流模型对其结构进行流-固耦合数值模拟,对单圆孔、椭圆阵列以及圆阵列三种孔型的辅助喷嘴在同一流体激励下进行分析,得到各个辅助喷嘴在同一流体激励下的变形情况,结果表明,椭圆阵列在流体激励下的形变最大,圆形阵列辅助喷嘴结构的形变最小,为喷气织机的辅助喷嘴结构设计生产提供参考建议。

关键词： 溃坝流   计算流体力学   耦合欧拉-拉格朗日方法   数值模拟   流固耦合  

摘要： 随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行。本文针对带有结构物的溃坝流动问题现象,采用CEL方法(Coupled Eulerian-Lagrangian analysis,耦合欧拉-拉格朗日方法),对于溃坝流的发展、演化进行了数值模拟。研究结果表明,模拟结果中溃坝流自由表面及流体尖端时程变化与文献试验结果拟合较好,CEL方法可应用在溃坝流现象的模拟,并且具有较好的准确性和精度。结构物材料性能、高度及与结构物与溃坝流间的位置,均会影响溃坝流的运动状态以及结构物的受力变形状态,在不考虑结构物破坏的情况下,提高结构物弹性模量,增加结构物高度,以及减小结构物与溃坝流间的距离均可提高结构物对于溃坝流的阻挡作用。

关键词： 动力电池   热管理   有限元  

摘要： 建立了锂离子模组的热模型,研究了一种相变材料(PCM)对电池模组热管理的潜力。利用有限元法对比研究了自然对流条件下和PCM冷却条件下,不同放电倍率(1C、2C、3C)模组的温度分布特性,研究了不同电池单体间距、不同环境温度对电池组温度分布的影响。研究结果表明,相比于自然对流条件,PCM冷却条件下,电池模组的最高温度分别降低了22.18K、33.17K、45.26K;电池模组内单体间距越大,模组的温升越小,温升速度越慢,最高温度越小。在低温条件下PCM模块还可以对电池进行保温。该研究表明PCM有效地降低了电池模组在充电和放电过程中的温升。

关键词： 浮法玻璃熔窑   玻璃液   数值模拟   流动特性   澄清  

摘要： 从新的视角研究了浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动与澄清。利用Ansys CFD软件,对浮法玻璃熔窑内玻璃液流场进行了模拟计算,分析了池窑内玻璃液温度分布和流动特性,在此基础上进一步分析了玻璃液气泡的澄清过程。结果表明,沿窑长方向,玻璃液表面与池底温度分别呈现两个山形分布,玻璃液在池窑内形成三个大范围环流,澄清部前进流和回流速度均先增大后减小。池深方向由液面到池底,玻璃液温度呈梯状递减,在离液面约400 mm深度处液流前进速度为0,热点以后此面以上液流向卡脖平稳流动,到达卡脖处的最短时间为418 s,在此时间内,直径大于1.2 mm的气泡在随液流到达卡脖前可排出,直径小于1.2 mm的气泡能否排出还需进一步研究气泡的上浮和变化规律。

关键词： 遥感载荷   平流层飞艇   强迫风冷   两相流体回路   散热设计   数值模拟  

摘要： 飞艇载荷舱电子设备的温度极大地影响了其工作可靠性,随着飞艇载荷舱应用途径的拓展,载荷总功率不断增长,设备设计功耗及热流密度显著提升,但平流层气体密度仅为地面的1/18,对流散热能力差,散热问题逐渐成为制约技术发展的关键问题。文章为了解决高载荷功率下的散热痛点,引入了两相流体回路散热方法,探究其与风扇强迫散热的散热能力,在分析载荷舱电子设备传热特性的基础上,基于计算流体力学,设计了风扇强迫对流散热系统,同时提出一种采用1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)流体回路对平流层载荷舱电子设备散热的方法,并使用表观热容法对其进行仿真,计算了两种散热方式下飞艇载荷舱的温度场和流场,得到了两种方式的散热能力。仿真结果表明,风扇的散热极限工率约为591 W,两相流体回路方式散热可以解决700 W的散热需求,使用风扇散热可以满足基本散热需求;使用两相流体回路方式散热可以对平流层飞艇载荷舱电子设备进行有效热控,为平流层大功率电子设备散热的设计和计算提供思路。

关键词： 光面爆破   夹泥岩体   超欠挖   数值模拟  

摘要： 为了研究夹泥灰岩隧道爆破参数对超欠挖的影响,通过ANSYS/LS-DYNA有限元计算软件建立夹泥灰岩隧道周边孔爆破三维模型,以爆破超欠挖面积为评价指标,得到了周边孔的孔间距、径向不耦合系数、光爆层厚度以及装药结构4种关键参数对超欠挖的影响规律;设计了正交试验方案,得出各爆破参数的最佳取值,并将优化后的爆破方案运用到三角塘隧道中,得到优化后方案超挖面积减小5.03 m^(2),相较于原爆破方案降低了69%,隧道每延米可直接节省经济成本613.8元。

关键词： 电磁成形   集磁器   铝合金板料   数值模拟   成形间距   逐点连续电磁   作用机理   局部变形  

摘要： 电磁成形具有高速成形和提高材料塑性成形性能的特点,非常适用于准静态下难加工轻质铝合金材料的成形。在电磁系统中加入集磁器可以实现对工件的局部加工,但当电磁集中在小区域内多次成形时,由于两个成形点的距离较小,存在局部变形相互影响的区域,从而影响板料成形的均匀性。为研究逐点连续电磁成形过程中局部变形之间的相互作用机理,采用数值模拟结合实验验证的方法,探究了金属板料小区域逐点连续电磁成形过程中的变形行为,揭示了成形间距对板料成形涉及的电磁力、应变和最终成形效果的影响规律。研究结果表明,在单次电磁成形时,板料受到的电磁力呈环状分布,成形点中心受到径向与切向压应变和轴向拉应变,成形点四周受到径向拉应变和轴向与切向的压应变。在多次成形时,随着两成形点间距减小,板料在第二次成形时受到变形区的影响,影响间距为14 mm,板料中心所受的径向压应变和轴向拉应变增大,板料电磁力逐渐增大。第二成形点中心的成形高度随着两成形点间距的增加逐渐增加,两个成形点衔接处的凹槽深度也越深,而两个成形点衔接处的径向拉应变随着成形间距的增加表现为先增大后减小的趋势。本研究为在铝合金板料多点电磁成形过程中两点变形间距对电磁力和成形效果的影响提供了理论依据。

关键词： 定向断裂   霍普金森压杆(SHPB)   数值模拟   切缝药包   围岩防护  

摘要： 为探究定向断裂控制爆破中切缝药包对围岩的防护特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验对用药包材料制成的垫片防护下的花岗岩试块进行冲击,分别研究垫片与岩石间距、垫片材料和厚度因素对围岩防护效果的影响,分析在高速冲击下岩石的破碎情况和应力峰值,并建立多个切缝药包单孔爆破数值模型,通过对比不同情况下围岩损伤而进一步揭示切缝药包对围岩的防护特性机理。研究结果表明:岩石在强冲击荷载作用下严重破碎,当采用外壳垫片防护后,岩石的破碎程度有所降低。相同垫片厚度和垫片与岩石间距离固定的情况下,PVC外壳垫片防护效果要优于ABS外壳垫片。随着垫片厚度的增加和岩石与垫片间距的增加,岩石受损程度逐渐减弱,且增加垫片厚度对岩石的防护效果要优于增加岩石与垫片外壳间距的防护效果,研究成果可为控制爆破提供技术参考。

关键词： TC4钛合金   激光冲击强化   数值模拟   J-C本构模型  

摘要： 为了更准确地预测激光冲击强化TC4钛合金表层残余应力分布,通过试验和数值模拟相结合的方法对Johnson-cook(J-C)本构模型参数进行了修正。研究结果表明:修正后的J-C模型提高了激光冲击强化TC4钛合金表层残余应力的仿真精度。