9.15 m直径盾构始发阶段推力计算及反力架受力分析

对大直径土压平衡盾构在无水砂卵石地层的始发阶段推力计算和反力架结构设计进行了基本的技术总结;对直径为9.15 m的盾构推进所受的阻力进行了详细的计算,进而确定出满足条件的推力;同时对反力架进行设计,并利用ABAQUS软件对反力架数值进行模拟分析,得到了始发阶段反力架以及各个部件应力和应变的情况,确定了施工中重点关注的位置;最后把分析结果与实际情况进行了对比。该研究成果可为类似的大直径盾构始发提供参考。     

析湿工况下翅片管式换热器表面粉尘沉积过程的数值模型

空调器采用翅片管式换热器作为蒸发器，在制冷工况下换热器表面发生析湿及粉尘沉积，导致性能衰减。建立湿翅片表面粉尘颗粒物沉积过程的数学模型，模拟冷凝水捕集颗粒物以及湿积灰层黏附颗粒物的过程。被冷凝水捕集的颗粒物数量等于运动轨迹与水表面轮廓会出现相交的入射颗粒物的数量；后续的入射颗粒物与湿积灰层碰撞时，部分入射颗粒物会发生沉积且部分被碰撞的已沉积湿颗粒物会发生移除，这两部分的颗粒物数量相减即为被湿积灰层黏附的颗粒物数量。模拟与实验结果的对比表明，预测的湿积灰层形状与实验照片的吻合度较好，预测的单位面积颗粒物沉积质量与91%的实验数据之间的误差在±20%之间，平均误差为11.8%。     

基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v~(1.722)的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

陈耳金矿原岩应力测量及分布规律模拟研究

原岩应力是影响地下采矿工程稳定性的重要因素之一,是地下工程变形和破坏的根本作用力。针对陈耳金矿18坑1532盲竖井埋深超过1 000 m,井下各中段在进行巷道开挖过程中出现的岩爆现象,采用套孔应力解除法对井下6个测点进行原岩应力测量,获得了井下主原岩应力的大小及方向。分析了原岩应力分布的规律并采用Flac~(3D)数值模拟软件,模拟分析了陈耳金矿井下巷道在开挖过程中应力分布情况。结果表明,垂直最大主应力开挖时,巷道两帮的应力是沿最大主应力方向的2倍。为陈耳金矿井下巷道及采场布置、支护设计和动力灾害防治提供了科学依据。     

狭缝节流空气静压轴承局部气膜流场的直接数值模拟

采用3阶精度的迎风格式及2阶精度的中心差分格式,直接求解二维非定常N-S方程组,研究狭缝节流空气静压轴承压降恢复之后区域的流场特性。使用雷诺方程计算相同位置气膜中心处的流场状态,并与直接数值模拟方法的计算结果进行对比。结果表明:雷诺方程与N-S方程在计算域内计算结果基本一致,两者压力偏差为0.173%,速度偏差为1.217%;流场压力、密度沿气流方向逐渐减小,但在气膜方向几乎不变;流场速度、压力梯度沿气流方向逐渐增加,速度在流场出口处达到最大值;直接数值模拟方法得到了流场的温度变化,即整个流场的温度变化很小,温度整体呈上下高、中心低的分布,而雷诺方程无法计算得出整个流场的温度变化情况;采用雷诺方程计算轴承压降恢复之后区域的流场是合理的。     

间歇运行模式下空调器房间室内环境及节能分析

针对分散的空调器提出一种优化的间歇运行模式来实现既节能又舒适的目标。首先,通过瞬态CFD模拟分析空调器在间歇运行模式下室内温度的变化规律,并利用回归分析得到温度函数。基于温度变化曲线,提出空调器优化的间歇运行模式为18min开启与8min的关停的循环模型。该运行模式下的空调器能耗比厂商设定的间歇模式下的能耗减少了11%。     

单自由面锚固体单向加载破坏特征和 锚杆荷载规律研究

针对岩石与锚杆形成的锚固复合体,基于实验室单轴压缩实验结果,建立岩石试样单轴压缩数值模型,校验强度参数与塑性剪应变定量关系,确定应变软化力学参数;优化Flac3D中Pile结构单元预应力锚杆构建步骤,建立单自由面锚固体数值模型,剖析锚固体在单向加载条件下的内部破裂特征,揭示在加载全过程中的锚杆轴向荷载及弯矩变化规律。研究表明:由锚杆预应力产生的压应力区按椭球形分布,且压应力在锚固范围内具有双峰值特征;锚杆促使锚固体内部产生共轭剪切破坏带,且共轭剪切带与水平面夹角出现增大趋势,并在临空面浅部出现对称分布的次破裂面;杆体轴向荷载和弯矩分布均具有显著阶段特征;在峰前塑性应变阶段,杆体轴力和弯矩小幅增加,且均以靠近锚杆外锚固端的杆体为主;在峰后软化阶段,杆体轴力和弯矩显著增大,锚杆荷载特征由单纯轴向拉应变突变为拉、弯、剪综合受力状态,且靠近内锚固端杆体弯矩剧烈变化。