教学课程资源库 更多>>

关键词： 船闸   水平分流   连通廊道   流量分配   数值模拟  

摘要： 省水船闸闸墙长廊道侧支孔输水系统通常采用闸底水平分流式连通廊道布置形式,以减少工程开挖量,分流均匀性是此类船闸输水过程的核心难题。针对该问题,依托我国某省水船闸工程,采用三维水流数值模拟方法对其连通廊道布置形式进行优化研究。结果表明:增大连通廊道与闸墙长廊道的接口面积,可有效改善两侧支廊道流量震荡问题。连通廊道水平分流口两侧宽度与分流墩两侧半径间的比值K表征分流口两侧分流的均匀性,当K=1.064时,两侧支廊道分流均匀性、闸室支孔出流均匀性及水流条件较佳。研究成果可为类似省水船闸连通廊道布置提供技术参考。

关键词： 串联扑翼   流体力学   数值模拟   鱼类运动  

摘要： 该文对串联扑翼构型进行了动网格数值计算，研究了主从翼的流体动力特性。在雷诺数60000的情况下，对八种不同的相位差(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°)和四种振幅(20°、30°、45°和60°)进行了数值模拟，研究结果表明：改变相位差会导致串联扑翼的飞行模式发生变化，牺牲升力来增加推力；随着振幅的增加，主从翼循环推力系数的总值基本上都会增加，主翼的最大升力增大，而从翼的最大升力减小，主翼和从翼的升力系数分别在60°振幅和20°振幅达到峰值。该文揭示了串联扑翼布置的复杂流体机理，这对设计性能优异的水下推进器至关重要。

关键词： 平陆运河   数值模拟   护面块体   船行波   稳定性  

摘要： 平陆运河城区段下游部分河道保留的河堤,具有断面小、护面块体质量轻等特点,运河通航后,在船行波频繁作用下,可能对坡面稳定性产生一定的影响。为分析船行波作用下现有护面块体的安全稳定性,利用三维图形软件构建典型河道和船体模型,通过数值模拟计算出不同船速条件下船行波产生的坡脚浪高值,确定其对应的块体稳定质量。结果表明:在设计高水位条件下,5 000 DWT散货船的船速为3 m∕s时,产生的船行波能使嵌固性较差的护面块体产生失稳脱落的现象,建议该河段通航船速不宜大于4 m∕s。

关键词： 数据驱动RANS模型   水翼空化   非定常特性   神经网络  

摘要： 湍流模型的选取对空化计算具有重要影响，由于封闭项的不精确拟合，传统RANS模型在空化计算中表现出局限性。该文提出了一种基于标准k-ω SST模型的数据驱动RANS框架，选取LES高保真数据为学习目标，采用神经网络算法重构了RANS方程封闭项，将数据的时空影响纳入了模型训练过程。为验证当前数据驱动模型的可靠性，将其应用至二维水翼空化流数值模拟，从瞬时特性和平均特性等方面展开分析，并开展了泛化性能测试。研究结果表明：相比于标准k-ω SST模型，当前数据驱动模型有效增强了空化计算的非定常性，对空化形态演变和脱落频率做出了更为准确的预测；同时，该模型在泛化性能测试中表现优异，证明其有一定的几何外推能力。

关键词： 红树林修复规划   自然机制   适生环境   数值模拟   MIKE21  

摘要： 为扩大红树林适生范围、提升红树林存活率。选取广东阳江程村湾红树林作为研究区域，对影响红树林适生环境的自然机制进行数值模拟，对红树林修复进行预判、规划、设计和评估。应用MIKE21模拟影响程村湾红树林生长的自然机制过程，以评估现状红树林适生区。通过“自然恢复为主，部分人工介入”的修复策略，构建水动力通道、丁坝或离岸堤以改善红树林适生环境。采用数值模拟的方法辅助全过程红树林修复规划，并对修复方案进行可行性模拟验证。研究得出疏通潮流涌道、建设U型离岸堤群组可以改善程村湾红树林适生环境的结论。

关键词： 深井开采   黄金矿山   高温热害   数值模拟   泵送湿喷混凝土   热性能  

摘要： 随着世界各大金矿开采深度的增加，高温围岩向巷道风流传递大量热量，从而显著提高风温。对巷道表面进行隔热材料的围护已被证明是改善地下作业场所热环境的有效手段。采用前期研发的用于巷道支护的相变储能泵送湿喷混凝土（PWS-MPCM），使用流体动力学数值模拟手段从围岩内部温度分布的角度对其功能性进行了验证。结果表明：PWS-MPCM对围岩内部温度分布影响显著，且具有良好的隔热和控温性能，论证了PWS-MPCM可为深井金矿热害治理方案提供“釜底抽薪”的解决方案。

关键词： 超声速气流   气-固两相   波瓣型凹腔   掺混燃烧   数值模拟  

摘要： 凹腔作为燃烧增强装置，在超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧中发挥着重要作用。针对火焰稳定凹腔，提出了波瓣凹腔构型，通过数值模拟，深入分析了凹腔构型在超声速气流中对气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响。通过对流场参数、流场云图及颗粒运动轨迹等进行分析，发现富燃燃气中的气相组分和凝相颗粒在空间分布和释能过程中表现出分区运动和分区燃烧的特点。结果表明：随着燃烧过程的深入，颗粒的空间分布逐渐分散；流场参数在燃气喷口附近变化剧烈、流场下游变化缓慢；波瓣结构具备增强流场湍动能和降低流场不均匀性的能力，进而促进了各组分的掺混燃烧；采用双波瓣凹腔时展现出最优的促进效果。波瓣结构能够扩大流场中高温区域的空间分布，有效延长凝相颗粒在高温区域的停留时间，为凝相颗粒的燃烧和能量释放提供了更为有利的条件。

关键词： 内爆减速阶段   对穿效应   混合流体-PIC建模  

摘要： 两团等离子体的对撞过程广泛存在于天体环境和聚变物理中。本文基于准一维平板内爆模型，利用混合流体-PIC程序ASCENT-H与一维流体力学程序MULTI-IFE，对比研究了两团等离子体的碰撞和对穿过程。混合流体-PIC模拟表明存在显著离子对穿现象，且离子速度分布偏离热平衡状态；这延长了动能转化时间，影响两团等离子体对撞过程中的能量转化和温度分布。相应地，离子温度峰值较流体模拟低、空间分布出现更大展宽。此外，还探讨壳层速度不对称性对等离子体碰撞后温度密度状态的影响。本工作深化了对ICF内爆过程和点火热斑形成过程的理解。

关键词： 低透气性   坚硬煤层   数值模拟   联合增透技术   冲孔效果  

摘要： 基于焦作某矿煤层呈现高瓦斯含量、低渗透性、硬度高及复合煤层等特点，且不具备开采保护层条件，为了提高冲孔效果及瓦斯抽采效果；提出“松动爆破-机械造穴-水力冲孔”联合增透技术，运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对不同的钻孔间距下的裂隙扩展状态进行模拟；对装药密度、装药结构与装药量等爆破参数进行了现场考察；利用PFC2D数值模拟软件不同造穴钻孔直径下的裂隙发育范围进行模拟；对刀具开闭程度与水压的关系进行了调试。结果表明：在辅助孔的导向作用下，在两孔之间生成贯通裂隙面，且模拟出爆破孔与辅助孔最佳间距为4 m；最佳的装药结构为使用联合增透技术后“改造药仓三卷并排装药”，合理的装药密度为1.02 kg/m；通过PFC2D进行模拟确定合理的扩孔直径为500 mm；现场进行水压与刀臂张开度测试，显示当水压达到6 MPa时，造穴刀臂能完全打开；现场工业性试验实施后，与矿井常规的水力冲孔措施相对比，冲孔速度提高1.21倍；冲孔效率提高1.23倍，每米钻孔冲煤量提高1.09倍；抽采浓度初始值、60 d值、120 d值分别增加20%、14%、16%。结合数值模拟与现场工业性试验结果均证明：提出的联合增透技术能够在低透气性硬煤中能够提高冲孔效果及抽采浓度，为其他低透气性坚硬煤层的瓦斯治理提供了参考。