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关键词： 激光选区熔化   数值模拟   铜合金   吸收率   孔隙缺陷   熔池动力学  

摘要： 目的针对激光选区熔化成形铜合金零件中孔隙缺陷的质量问题,研究不同扫描间距下多道熔池的动力学行为,以及不规则未熔合孔隙缺陷的生成机制。方法构建多物理场的高保真数值模型,采用离散元法搭建粉末床,结合两相流法追踪金属相自由表面,并通过射线追踪算法研究多道成形时的全局吸收率,深入分析扫描间距对熔池演变以及未熔合孔隙缺陷的影响。结果前一熔道的扫描对后一熔道有预热效果,因此第2熔道的宽度和吸收率总是大于第1道。随着扫描间距的增加,热积累效应减弱,第2道熔池的宽度和深度随之减小。扫描间距小会增加熔道间的重叠部分,不利于提升零件的构建速率,但无限地增加扫描间距会导致未熔化孔隙缺陷。通过对比70、100、130μm扫描间距下的成形熔道发现,70μm熔道的搭接率接近50%,100μm能形成良好的搭接,且没有缺陷生产,而130μm熔道有明显的孔隙缺陷及未完全熔化的粉末。结论扫描间距的变化会造成液态熔体流动、传热和传质的改变,进而改变激光选区熔化铜合金多道成形的熔池动力学行为与吸收率,最终影响成形件的质量。选用合适的扫描间距可以有效地避免未熔合缺陷,并保证相邻熔道间有良好的搭接率。

关键词： 碾压混凝土重力坝   温度场   遗传算法   反演分析   有限元仿真  

摘要： 由于碾压混凝土重力坝施工现场条件复杂,实验获得的参数与实际参数存在一定的差异。为获得高精度的温度场仿真结果,根据某碾压混凝土重力坝现场实测温度数据,利用遗传算法反演该碾压混凝土坝的绝热温升Q 0、温升常数n和导热系数λ,并运用所得的反演参数进行温度场仿真模拟分析,对比不同测点个数下反演所得参数的可靠性和精确性。结果表明:通过遗传算法进行参数反演可有效提高反演的速度与精度,并且反演所依据的测点个数越多反演结果越接近实测数据,9个测点反演比3个测点反演误差减少了1.43%,比6个测点反演误差减少了0.44%。因此,在利用遗传算法进行参数反演时应尽量选择较多的测点个数,以提高仿真计算的精度。研究结果可为碾压混凝土重力坝热学参数反演提供理论指导和依据。

关键词： 激电测井   轴对称连续电性模型   异常电位   有限单元法  

摘要： 激电测井是将电极排列置于钻孔中进行探测的一种测井方法,由于电极排列接近目标体,使得观测的异常信号较强,能够较好地划分目标体的埋藏深度。为了提高激电测井正演精度和方便激电测井电极排列的优化设计,笔者研究了轴对称连续电性介质模型的激电测井曲线二维有限元数值模拟方法。首先在轴对称坐标系下推导了稳恒电流激励异常电位满足的边值问题和变分问题,然后,根据轴对称连续电性介质模型,推导了激电测井曲线二维有限元数值模拟的理论公式,并在此基础上编制了激电测井二维有限元模拟程序,可用于模拟二极、三极和四极观测装置的激电测井曲线。最后,通过模型算例检验了程序的正确性,并分析了不同网格单元剖分尺度对激电测井曲线形态特征的影响,以及不同观测装置、不同极距下测井曲线的响应特征。研究为激电测井的电极排列设计提供了有利的辅助工具。

关键词： 船闸导航建筑物   透空形式   通航水流条件   数值模拟   水流特性  

摘要： 本项实验探讨了船闸在导航建筑中的通风结构对于船舶通行的水流状况所产生的作用。本文深入探讨了各种不同空透结构对水流动速、流向以及湍流程度等关键指标的作用,研究表明,船闸及其导航建筑的透空设计在显著程度上决定了通航时水流的状况,这些不同的透空结构会对水流造成不同程度的阻碍和干扰,这直接关系到船舶航行的安全与效率,这项工作为船闸的导航建筑物的规划设计及升级改造,提供了科学的理论指导和强大的技术后盾。

关键词： 高速列车   受电弓   横风   非定常气动特性   数值模拟  

摘要： 受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓和接触网之间的受流性能。基于计算流体动力学理论,采用分离涡模拟(DES)方法对受电弓高速运行在有无横风环境下的气动特性进行数值模拟。对受电弓周围流场以及气动力特性进行对比研究。数值计算结果通过了风洞试验数据验证。研究结果表明:受电弓受到的气动力具有非常显著的非定常特性;无风环境下受电弓周围流场近似成对称分布,横风会破坏流场的对称性,漩涡向气流背风侧迁移,受电弓表面漩涡脱落的速度和强度增加,且向下游发展的速度以及破碎的速度加快。受电弓框架系统的气动力波动受横风的影响最大,其次为弓头;横风下,受电弓各部件功率谱密度的频率分布更广,弓头的脉动升力具有明显的主频特性,且滑板对此主频的贡献量最大。

关键词： 沉管隧道火灾   数值模拟   临界风速   烟气逆流长度   烟气分岔  

摘要： 为了研究采用横向联络排烟道结合侧壁排烟口新型排烟方式对沉管隧道火灾烟气流动的控制效果,以深圳-中山隧道为例,采用理论分析与计算流体力学相结合的方法,通过分析临界风速、烟气逆流长度和烟气分岔低温区域来研究烟气的流动特性。提出了沉管隧道火灾临界风速和烟气逆流长度的修正模型,同时还建立了烟气分岔流动低温区域长度的预测模型。结果表明,当无量纲热释放率小于0.139时,临界风速与无量纲火源热释放速率的1/3次方成正比。当纵向风速从1.5 m/s增加到4.0 m/s时,10、20、30、50 MW火灾时的峰值温度分别降低了35%、48%、46%和43%。在强纵向风速的作用下会发生烟气分岔现象,对隧道中心线和侧壁温度进行分析,得到了分岔流动低温区域长度预测模型,预测结果误差在10%以内。

关键词： 回采巷道   围岩变形   巷道支护   数值模拟  

摘要： 设计了羊场湾煤矿311401工作面回采巷道支护方案进,首先是理论初步设计,根据煤巷支护技术规范和待设计煤巷的相关地质、工程参数,利用经典支护理论计算锚杆长度、直径、间排距和锚索间距的取值范围,然后采用工程类比法和已有支护经验初步确定锚杆和锚索的支护参数。然后采用数值模拟方法对支护效果进行模拟,计算出回采期间超前支承应力的影响范围以及巷道顶板的最大位移,最后通过2种观测方法对巷道围岩进行监测,监测结果表明超前支承压力区外巷道段顶板最大位移量为30.3mm,已经满足巷道使用要求,表明巷道支护方案合理。

关键词： 5052铝合金   各向异性   本构模型   数值模拟  

摘要： 为了探究铝合金的成形性能,需要建立正确的材料模型以反映材料的变形行为和断裂现象,设计了单轴拉伸、平面应变和压缩3种各向异性试样以及两端缺口、中心圆孔和剪切3种断裂试样,结合数字图像相关法进行试验。基于试验和建模,标定了Yld2000-3d各向异性屈服准则、Swift-Voce硬化模型以及DF2014断裂模型。结果表明:5052铝合金具有明显的各向异性,采用Yld2000-3d各向异性屈服准则能准确表征铝合金的各向异性行为,Swift-Voce模型能准确预测缩颈之后的整段硬化曲线,利用DF2014断裂模型对5052铝合金的断裂行为进行预测,并结合有限元仿真得到断裂模型的参数,显示断裂模型能准确预测铝合金的断裂行为。

关键词： 引黄济青   RMO砂浆   碳化   冻融   耐久性  

摘要： 以引黄济青工程胶州段水闸维修加固为例,详细阐述了RMO砂浆的材料特性、施工工艺及修复效果等,为类似工程设计施工提供了实践参考。

关键词： 金属矿山   采动地压   数值模拟   地应力   深部开采  

摘要： 随着国内大部分矿区进入深部开采阶段,地压活动的发生率、频次和破坏程度显著提升,在开采过程中,围岩受扰动应力作用极容易发生垮塌,严重的还会有岩爆等动力灾害现象发生,给井下作业人员带来了较大的安全风险。本文以夏甸金矿为工程背景,在分析深部开采技术条件的基础上,将夏甸金矿深部采场采动地压作为研究对象,利用数值模拟方法,建立了整体采场模型和典型采场模型,分别对−620~−1120 m范围和−850~−1020 m范围内的采场采动地压分布规律进行研究,揭示了上向水平分层充填开采过程中应力场、位移变化和塑性区分布的特征,为夏甸金矿的安全生产提供了科学依据。