电磁脉冲辐射波模拟器双锥-平面线栅天线场分布规律

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护，掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律，结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明：在天线结构和激励电压确定的条件下，双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关，二者呈反比；Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等，并在同一时刻达到峰值；Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等，方向沿测点所在圆弧的切线方向；各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布；对于实际模拟器，地面反射会使辐射场波形下降沿陡降，导致地面附近辐射场半宽变小；线栅极板会影响附近的场分布，且极板外侧4个角点处的反射相对较强，其他位置辐射场分布与理论分析一致。     

稀土灼烧过程温湿度场仿真分析

影响稀土灼烧工艺的因素十分复杂,关系产品质量稳定及能耗,现行工艺存在优化空间。通过剖析灼烧窑中温度和湿度分布状况,运用κ-ε双方程湍流模型、流体传热、多孔介质传热等理论,按特定组分运输模式,建立灼烧过程质量、动量和能量耦合传递数学模型。设置不同边界导入Fluent环境对数学模型进行仿真试验,完成数据处理实现工艺参数优化。结果表明所建模型能准确反映灼烧窑中温湿度场分布及变化,且最终仿真结果与实际灼烧后的产品湿度含量相符合。     

爆破位置对深凹露天矿山炮烟扩散的影响研究

深凹露天矿山由于其特殊的结构,爆破产生的炮烟扩散稀释较为困难,严重危害生产作业人员的生命安全与健康。基于实际矿山构建了深凹露天矿山的二维物理及数学模型,采用非稳态数值分析方法研究了不同爆破位置下,深凹露天矿山采坑内爆破炮烟的扩散规律。研究结果表明：不同爆破位置下,露天采坑内均出现复环流,爆破点位置是影响露天采坑内风流结构特征的重要因素；露天采坑内的炮烟最高浓度均随着时间变化而逐渐下降,但下降的速率逐步减小,呈现三个阶段的下降趋势；爆破位置位于背风侧时露天采坑内的炮烟最高浓度和降至安全浓度所需时间远高于迎风侧三个爆破位置；随着背风侧爆破点距采坑底部距离的减小,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间先降低后增加,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间随着迎风侧爆破位置距采坑底部距离的减小而增加。研究结果对于指导深凹露天矿山企业合理组织爆破后的生产作业和保障作业人员安全具有重要意义。     

温度对核电站传热管阵列声透射特性的影响

为了研究温度分布对于管阵列结构中的声透射特性的影响，以核电站的实际工况为背景，构建了不同的温度场以及周期性变化的非均匀温度场，利用有限元方法进行数值模拟。结果表明：（1）温度分布会改变管阵列声透射频谱的“禁带”宽度以及中心频率位置。在同一介质中，温度变化对频率较高位置的影响大于频率较低的位置。（2）在同样为10℃的温度差下，当水的平均声速为1 653 m·s^-1、饱和水蒸气的平均声速为522.5 m·s^-1时，介质为水时的禁带宽度及中心频率位置变化较大，即声速大的介质的频谱对于温度的变化更敏感。（3）当温度差在10℃以内，在周期性变化的非均匀温度场和与均匀温度场中管阵列声透射特性在第一中心频率23 996.1 Hz之前，两频谱差别很小，在第一禁带之后会出现明显区别。该研究成果对完善核电站应用的声学检测提供了理论基础。     

高地下水复杂地层盾构隧洞围岩渗透系数及外水荷载的反演分析

引汉济渭二期工程南干线神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞位于高地下水复杂地层中，隧洞开挖后围岩渗流场将发生重分布，因此，准确反演围岩渗透系数和计算衬砌外水荷载是隧洞衬砌结构设计与分析的基础。为此，采用ＡＢＡＱＵＳ对引汉济渭二期工程南干线典型隧洞开挖后围岩的渗流场分布规律进行了反演分析。结果表明:隧洞开挖后洞周5ｍ范围内孔隙水压力的重分布较为明显；当神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞围岩的渗透系数分别为3．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－8ｍ／ｓ时，所得开挖后渗流量与地勘报告提供的涌水量最为接近；作用于神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞衬砌的外水荷载分别为0．071ＭＰａ、0．081ＭＰａ、0．252ＭＰａ。本文研究成果可为引汉济渭二期工程输水隧洞及类似工程的衬砌结构设计提供理论依据。     

采场残坡积土抗剪强度及边坡时效稳定性研究

在露天采场边坡后期运行维护中,经过长期的露天开采,形成较大的深凹边坡,原先的岩体逐渐风化为 土石料,堆积在边坡上,形成一定厚度的残坡积土层。 残坡积土层在宏观时间上表现为欠固结土,强度较弱,易受外界 因素影响,其中雨水侵蚀影响较为严重。 本次研究以永平铜矿东帮采场边坡的残坡积土不同含水率为主要因素,分 别在不同月份时间上采集土样,在不同的含水率时,得出其抗剪强度。 然后根据不同季节的抗剪强度,分别研究残坡 积土层边坡的时效稳定性。 研究得出:残坡积土的抗剪强度随含水率的增加而降低;边坡稳定性因强度不同,时效规 律表现为旱季稳定性较雨季好;残坡积土层边坡破坏模式为单台阶向多台阶发展渐进破坏。 通过对残坡积土取样和 室内试验,研究了永平铜矿东帮采场残坡积土边坡的抗剪强度和边坡时效稳定性规律,为边坡后期安全管理提供 依据。     

条形药包爆破震动场的试验研究

通过时条形药包周围实测爆破震动数据采用数值计算方法进行处理，作出了条形药包周围的爆破震动场，使我们对条形药包的爆破地震效应有了全面的认识，从而在实际工程爆破中能够有针对性地进行安全防护。分析研究认为：条形药包周围的震动场由一系列同心椭圆形等震线组成。在爆破近区由于位置因素的影响，等震线的长轴与药包轴线重合；在远区的震动主要受波动干涉作用的影响，致使长轴与药包轴线垂直，因此不能采用集中药包的计算方法。     

基于竖缝式鱼道的鱼类上溯试验研究

为分析影响鱼类上溯的影响因素，基于竖缝式鱼道对19～27 cm体长范围内的鲫鱼开展连续上溯试验。通过物理模型和数值模拟相结合的方法，对鲫鱼上溯过程的位置与数值模拟得到池室内部的流速场和紊动能叠加分析，得到鲫鱼上溯所喜好的流速范围。试验结果表明，体长为19～27 cm的鲫鱼上溯所喜好的池室流速范围为0.091～0.524 m/s,试验中水流的紊动能最大值为0.035 6 m²/s²,小于0.050 m²/s²,属于低紊动能区，适合鱼类上溯，鱼类在上溯过程中会寻找流速和紊动能低的地方进行上溯。研究成果可为其他鱼类上溯提供参考。