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关键词： 管廊带   输气管道   天然气泄漏扩散   燃爆   数值模拟  

摘要： 某些输气管廊带设置在人口密集的建筑群,一旦出现泄漏并发生燃爆,易造成人员伤亡和财产损失,因而对管廊带输气管道泄漏后果进行模拟分析十分必要。基于CFD方法,建立天然气泄漏扩散和燃爆模型,利用Fluent软件,研究不同内部和外部因素对泄漏天然气扩散行为的影响;根据模拟结果分析燃爆产生的超压、高温、热辐射,评价对人员和建筑物的影响程度及范围。研究结果表明,CH_(4)和H_(2)S的危险区域的浓度和范围与管道输送压力、泄漏孔径正相关,与风速大小负相关;建筑物的存在会造成气体在建筑物迎风侧积聚,但建筑物低于某高度时,天然气会在建筑物背风侧形成危险区域;泄漏天然气燃爆后,高温和热辐射的影响程度和范围较小,超压的影响程度和范围较大。

关键词： 盾构隧道   运营公路   安全评估   数值模拟   变形控制   地面注浆加固  

摘要： 以某地铁18号线合江车辆段出入段线区间为例,通过数值模拟等方法,对盾构隧道近接斜穿运营一级公路进行安全评估,分析公路路面的变形情况,提出相应的对策措施。结果表明:盾构隧道近接斜穿对一级公路的影响较小,控制值均在规范允许范围内;理论计算值与施工监测值之间存在一定的差异。提出盾构信息化施工及地面注浆加固等变形控制主要措施。

关键词： 掏槽爆破   预制空孔   爆腔面积   数值模拟  

摘要： 针对大红山铜矿巷道掘进爆破出现炮孔利用率低、单次循环进尺低、现场半孔率低、超欠挖严重及轮廓面不平整等问题,通过数值模拟软件LS-DYNA,构建三、四、五、六个大直径空孔四种掏槽爆破模型,对四种大直径空孔数量条件下的掏槽爆破成腔效果进行数值模拟研究,为后续掏槽布孔设计提供指导。研究表明:大直径空孔对岩体爆破损伤有导向作用,六个大直径空孔诱导形成的爆腔面积最大,约0.1321 m^(2),比五个大直径空孔的爆腔面积增长了8.55%,比四个大直径空孔的爆腔面积增长了2%,比三个大直径空孔的爆腔面积增长了8.01%;大直径空孔的阻隔作用明显,空孔的存在可以使得爆破振动峰值下降51.63%,有效应力峰值下降67.24%。

关键词： 热带雨林   围岩变形   数值模拟   大变形处治   支护优化  

摘要： 热带雨林地区瞬时降雨量大,降雨持续时间长,导致围岩遇水软化,强度和自持能力均不同程度下降。由此造成常规支护结构无法抑制围岩变形,易发生侵限、掉拱、塌方等突发性安全事故,严重危及施工安全。本研究依托马来西亚热带雨林地区某隧道工程,采用数值模拟和现场监测方法对隧道大变形段初支侵限规律进行了研究,并对隧道变形侵限段支护结构进行了优化设计。研究结果表明:(1)热带雨林地区频繁强降雨下渗会降低隧道围岩的稳定性,增大围岩变形量;(2)隧道发生初期支护变形侵限后,继续掘进将导致变形量持续增大,最终造成隧道坍塌;(3)通过数值模拟结果可知,在使用侵限段径向注浆、锚杆加固等支护参数优化方案后,围岩变形得到有效的抑制。结果表明,本研究使用的支护结构优化设计方案取得了良好的效果,可为类似热带雨林软弱围岩隧道支护结构优化设计提供借鉴和指导。

关键词： 冷却器   烟道优化   数值模拟   流场   导流板  

摘要： 燃煤机组的空预器出口后端有并联的三段烟道。在检修时发现,其烟道后端的烟冷器积灰严重情况不一。根据工程经验,该现象的可能原因为三段烟道流量分配不均,为改善系统阻力和流场均匀性,需对烟道结构及烟冷器布置形式进行优化。采用CFD数值模拟对某电厂燃煤机组冷却器入口烟道进行流场优化,重点分析了3种不同优化方案下烟道阻力、流量分配等参数的变化规律。结果表明:改变冷却器布置形式和烟道直径大小,并没有较好的改变流量分布均匀的问题,通过改变冷却器布置形式和架设导流板可以较好的使三段烟道流量分配保持一致,烟冷器本体可以较好的缓解积灰问题。

关键词： 铁路隧道   坑底加固   基坑变形   现场监测   数值模拟  

摘要： 为研究坑底加固对基坑变形及周边环境的影响规律,以广州南沙港铁路明挖隧道深厚软土狭长基坑为例,选取典型基坑断面建立三维计算模型,通过现场监测和数值模拟结果对比,验证有限元计算的合理性,在此模型的基础上,探讨被动区土体加固参数及承载桩加固设计参数变化对基坑变形的影响。结果表明:坑底土体加固对基坑变形控制效果影响显著,加固宽度和加固深度影响效果相当,可控制墙体水平位移35%~40%,其中加固深度建议取0.15H~0.31H(H为基坑开挖深度),加固宽度建议取0.61H~0.92H,当超出有效范围,加固效果变得不显著;坑底承载桩加固对基坑变形控制效果差距不大,墙体水平位移与地表沉降随着桩长及桩径的增加而减小,随着桩间距的增加,墙体水平位移呈增大变化趋势,不利于基坑变形控制,但地表沉降近似线性减小,且变化速率较小,地表沉降最大沉降位置距基坑边缘约0.77H,主要影响范围约3.0H。研究成果可为软土地区基坑变形控制及类似工程加固设计提供参考。

关键词： 高炉   鼓风条件   回旋区形态   数值模拟  

摘要： 针对高炉回旋区难以实验观测,研发了二维欧拉—颗粒多相流动模型,对高炉回旋区形成进行了数值模拟,研究了鼓风速度、鼓风角度对回旋区尺寸和形状的具体影响。研究结果表明,当鼓风速度从150 m/s增至250 m/s时,回旋区气相体积分数及尺寸显著增加,深度和高度分别从0.75 m和1.24 m扩展至1.4 m和2.36 m。另外,鼓风角度的调整在回旋区的水平和深度方向同样起到了关键作用,当鼓风角度从0°调整至-30°时,回旋区高度保持在2 m左右,深度从1.52 m降至1.13 m,特别是较小鼓风角度有利于增加回旋区深度。研究结果为高炉鼓风操作参数优化提供了科学依据,对于提升高炉运行效率和生产能力具有重要的指导价值。

关键词： 耗能减震   球型钢支座   自复位   有限元分析   拟静力试验  

摘要： 在万向减震球型钢支座的基础上对其弹簧元件进行耗能设计,提出了一种新型耗能减震球型钢支座,采用钢板弹簧叠加耗能钢作为耗能减震元件。通过单调拉伸加载试验和循环拉伸加载试验,研究了Q295钢材的耗能能力,采用拟静力试验和数值分析相结合的方法,分析了支座耗能减震元件的滞回性能和自复位性能;将该新型球型钢支座应用于网架结构中,考察其耗能减震能力。研究结果表明,Q295钢材的滞回曲线饱满,具有一定的耗能能力;减震元件的耗能减震性能较好,并且具有一定的复位能力;相较于一般的弹性减震支座,新型球型钢支座可以吸收部分地震能量,从而进一步降低结构的动力响应。

关键词： 剪切旋压   TA1钛合金   锥形件   数值模拟   塑性变形  

摘要： 目的TA1钛合金作为药型罩材料,具有提高穿深和侵彻孔径的优异表现,但其剪切旋压成形过程中塑性变形规律复杂且难于控制,以期通过有限元数值计算解析多工艺参数的协同作用。方法建立了TA1薄壁锥形件结构旋压加工过程的三维非线性热-力耦合有限元模型,研究了TA1从圆形板坯到锥形件旋压全过程的金属塑性变形行为、应力及应变的变化。采用正交实验分析了旋轮进给速率、芯轴转速与板坯厚度对成形过程的旋压力以及成形样件的内径偏差和壁厚偏差的影响规律。结果结果表明,锥形件侧壁的塑性应变沿母线方向逐渐减小,最大应变值出现在靠近锥形件顶部的小端面位置。旋压载荷随旋轮进给速率与板坯厚度增加而增加,随芯轴转速增加而减小。内径偏差随进给速率与板坯厚度的增加而减小,与芯轴转速的相关性较小。壁厚偏差随进给速率的增加先减小后增大,随芯轴转速与板坯厚度的增加而减小。结论基于数值模拟结果,获得TA1薄壁锥形件的优化工艺参数为:旋轮进给速率300mm/min,芯轴转速260r/min,板坯初始厚度4mm。开展了TA1钛合金剪切旋压成形实验,所得锥形件尺寸与模型计算结果一致,验证了模型的准确性。

关键词： 胶结充填体   爆破参数   数值模拟   ANSYS/LS-DYNA  

摘要： 为解决在应用空场嗣后充填采矿法开采矿石过程中爆破对胶结充填体的冲击及损伤问题。以玉溪矿业某一临近胶结充填体的矿房为研究背景,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,分析矿岩在爆破瞬间及后续破碎过程中的应力分布、位移变化和破坏模式等情况。同时结合爆破振动参数,对矿岩破碎效果及周围充填体的损伤程度做出一个量化评估。数值模拟结果验证了爆破参数的合理性。研究结论为优化爆破效果,降低开采过程中爆破对充填体矿柱的损伤,指导后续爆破作业提供了理论依据。