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关键词： 水利施工   土石坝   施工技术  

摘要： 随着中国经济的全方位增长,水利工程的建设和技术创新受到了前所未有的关注。土石坝施工技术,作为水利工程中的一项传统技术,一直被视为水利建设的基础。这项技术依赖于对当地材料的精选,结合石料和其他混合物体进行抛填、碾压等步骤,构建起能够拦截水流的坝体结构。因此,本文将对水利施工中的土石坝施工技术要点进行分析。

关键词： CFRP   表层嵌贴   悬臂梁   试验研究   数值模拟  

摘要： 为研究表层嵌贴碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)加固技术对悬臂梁性能的提升效果,采用ABAQUS有限元分析软件建立了悬臂梁的数值模型,分别分析了CFRP加固方式、CFRP加固率、CFRP预应力对悬臂加固梁抗弯性能的影响,并在数值模拟的基础上选取部分试件进行现场试验,分析其加载过程、破坏模式、荷载-挠度曲线和钢筋应变,以此验证有限元模型的准确性。结果表明:有限元模型结果与试验结果吻合良好,能够有效地预测加固梁的极限荷载、挠度及损伤模式;CFRP加固方式、CFRP加固率、CFRP预应力对悬臂加固梁的承载力都有较显著的影响。通过表层嵌贴预应力CFRP加固悬臂梁的有限元与试验研究,验证了表层嵌贴CFRP预应力加固技术应用于悬臂梁的可行性。

关键词： Richtmyer-Meshkov   激波   再冲击   湍流混合   数值模拟  

摘要： 激波再冲击Richtmyer-Meshkov(RM)湍流混合现象广泛存在于各类自然现象和工程问题中。混合宽度作为刻画RM混合演化最基础的物理量,影响其再冲击后演化的再冲击时间、马赫数等关键物理量已被探明,但定量依赖关系尚存争议。导致上述现状的一个原因在于现有再冲击RM混合实验和模拟方案,难以做到仅让某单一依赖变量孤立变化,导致确定定量关系的难度增加。为此,本文通过取消传统再冲击RM激波管中用于反射激波的固壁,改为一个能自由产生入射激波的开口端,设计了一种新型的再冲击RM混合激波管。新型激波管可通过改变两个入射激波的距离和强度,实现再冲击马赫数和时间的精准可控。本文在描述新型激波管全过程演化的基础上,结合冲击波关系式、等熵波关系式和接触界面相容关系,给出了全过程中各运动学和热力学量的详细理论计算公式。最后,基于这些理论关系和数值模拟,对Leinov等研究的再冲击RM混合实验进行了再评估。发现在某些工况下,实验数据与理论预测存在一定偏差,这可能暗示了关键数据测量中的潜在误差,研究结果为未来的实验和数值模拟提供了参考。

关键词： 重力坝   水力压裂   混凝土裂缝   设计规范  

摘要： 为了研究水力压裂对重力坝坝踵裂缝影响,基于非线性断裂力学,建立重力坝的有限元模型,分析水力压裂对重力坝坝踵裂缝的影响。结果表明,坝踵裂缝周围的竖向应力对水力压裂有重要影响,水力压裂对单轴应力状态的敏感度较高,竖向应力是改进水力压裂情况下重力坝设计的关键。研究结果可为大坝设计提供参考。

关键词： 填土高度   填石通风路基   数值模拟   沉降变形   阴阳坡  

摘要： 本文针对新藏公路高海拔冻融区填石通风路基不均匀沉降病害频发问题,充分考虑该地区气温、太阳辐射、风速以及“阴阳坡”等边界条件,建立热-力耦合有限元数值模型,研究了填土高度分别为0.5、1.5、3.5 m时,填石通风路基的沉降特性。结果表明:冻融区道路不同位置温度场存在较大差异,阳坡侧温度全年最高,温度远高于其他位置,天然地面与阴坡侧温度较低。提高填石通风路基上侧填土高度能够改善道路前期沉降问题,如3.5 m填土高的路基沉降差仅为0.5 m填土高的1/3倍,对应的横向沉降差仅为1.16 m,但过高的填土由于“阴阳坡”效应易导致路基产生较大的不均匀沉降。

关键词： 沿空留巷   围岩   数值模拟   支护方案   效果  

摘要： 为解决山西某矿3号煤层开采作业中,留设区段保护煤柱,易造成煤炭资源严重浪费的问题,基于该矿3号煤层开采工程概况,提出可应用沿空留巷技术来减少煤炭资源浪费量,提高煤炭资源实际回收率的策略。通过进行理论分析,并进行数值模拟试验,得到了最佳的充填体宽度与具体的巷道支护方案,并进行了应用测试,测试结果表明:应用新方案后沿空留巷效果较好,巷道顶板离层量为4 mm,巷道顶底板移近量最大值为137 mm,两帮移近量最大值为100 mm,有效控制了巷道围岩变形,更好的保障了矿井安全生产。

关键词： 贯流式水轮机   桨叶开度   数值模拟   压力脉动  

摘要： 低水头贯流式水电站的发展是实现我国“双碳”目标的重要一环。由于其受来水量的影响较大,在运行过程中经常需要根据实际情况对导叶、桨叶的开度进行调节,并且保证二者的开启程度具有较好的匹配关系。本文选取了一贯流式水电站的某型号低水头水轮机,对其在7.22m水头下,导叶开度为60°时,桨叶开度分别选择36.29°以及57.24°下的内部流动情况进行了数值模拟研究。结果表明,36.29°的桨叶在这种情况下与导叶的协联关系较好,机组不仅有着高达93.27%的效率,同时其内部有着较好的压力脉动情况。采用变分模态分解(VMD)方法对得到的压力脉动信号进行了分析,合理地确定了压力脉动的组成成分。机组内的压力脉动主要以一倍叶频主导,尾水管内有着较低强度的低频压力脉动,而在大开度的桨叶下,机组内部有着明显的低频压力脉动成分,尾水管中出现了明显的压力脉动整体不稳定波动。本文提出了一种新的分析机组内压力脉动信号的方法,合理且清晰地展示了压力脉动的组成成分,为压力脉动的分析提供了新的方向指导。

关键词： 列车火灾   海拔高度   数值模拟   RNG k-ε湍流模型  

摘要： 为探究海拔高度对隧道内列车火灾烟气蔓延的影响,基于已被验证的数值模拟方法,结合三维非定常N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用滑移网格技术模拟了在隧道内匀速运行的列车发生火灾后减速并最终停在隧道内的整个运动过程,并利用动模型试验和缩尺隧道火灾试验数据验证了数值模拟方法的可靠性.结果表明:海拔高度对隧道内列车停车以后的火灾烟气蔓延影响明显;与低海拔隧道相比,同一时刻高海拔隧道拱顶同一位置处的烟气流速更快,烟气逆流至火源上游50 m处的时刻更早;车体周围温度分布也随着海拔高度的不断增加而呈现出逐渐上升的趋势.与0 m海拔隧道相比,5000 m海拔隧道内烟气逆流至火源上游50 m的时刻提前了102 s,同时列车停车360 s时隧道拱顶处的温度峰值增加了216 K,增幅达到42.9%.

关键词： 深部开采   中深孔落矿   中深孔爆破   急倾斜薄矿体   数值模拟   高夹制力  

摘要： 在深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中,由于围岩的夹制力作用,在生产实践过程中往往存在“爆不开”或“爆太开”的情况,从而导致采矿损失贫化大等问题。针对某矿山的开采技术条件,基于PFC 2D数值模拟软件对深部急倾斜中深孔爆破过程进行数值模拟,量化分析深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中有无围岩夹制力对爆破效果的影响,确定炮孔直径为65 mm,排距(抵抗线)为1.6 m。现场应用表明:爆破后效果良好,大块率较低,矿石贫化率为15%,采矿损失率为5%,炸药单耗为0.6 kg/t,数值模拟结果与现场爆破效果相近,相应的爆破参数可指导现场生产。

关键词： 质子交换膜燃料电池   泡沫金属流场   形态重建   数值模拟  

摘要： 建立泡沫金属流场的三维完整形态,通过三维数值模拟进行研究,结果表明,泡沫金属流场可以有效地降低浓度极化损失,从而提高燃料电池在大电流密度下的性能,且与增加的输出功率密度相比,相应的泵送功率损失可以忽略不计。同时,在泡沫金属流场作用下,质子交换膜燃料电池内部的氧气浓度分布比传统的直流道的燃料电池更加均匀。通过台架试验,观测了泡沫流场中的液态水的流动状态,并通过三维数值模拟,得到了与试验相似的流动现象,且与传统直流道流场对比,泡沫金属流场对燃料电池水淹现象的改善有很大的帮助。