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。     

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。     

离心式气密封在轴承油雾治理中的应用及流场分析

为有效解决大型水轮发电机组推力轴承普遍存在的油雾污染问题，基于“疏”代替“堵”的理念，提出了一种离心式气密封结构，并在溪洛渡电站某台机组上安装应用。该结构在机组大轴上安装了离心式叶片，叶片随轴转动，在流道内形成高速高压的气流，外溢的油雾则随气流进入蜗壳流道，最后被油雾吸收系统带走，阻止了油雾被转子支臂下方的负压吸走，油雾治理效果良好。此外还采用计算流体力学软件对该结构的内部流场进行了三维数值模拟，分析了叶片的气动性能及内部流场规律，计算结果与现场试验结果一致，验证了计算方法的可靠性。研究结果为大型水轮机组轴承油雾治理提供了一种新的解决思路，也为气密封的研究及优化设计提供了一种参考。     

利用Mathematica求解正轴圆锥投影的标准纬度

针对不同投影条件下的正轴圆锥投影标准纬度求解过程中遇到的数值迭代问题，借助 Mathematica 中的 FindRoot 函数，对涉及超越方程的标准纬度进行计算，得到了相应的数值解。 结果表明，利用 Mathematica 对不同正圆锥投影的标准纬度进行计算，求解过程简单、计算效率高且精度满足要求。     

抽水蓄能电站引水调压室先增后甩工况最高涌浪研究

以国内某抽水蓄能电站为例,选取先增后甩工况作为最高涌浪的控制工况,分别采用解析法和基于特征线的数值仿真法,对比分析了最高涌浪的发生条件及2种方法的差异。结果表明:数值仿真法考虑了导叶启闭规律的影响,相较于采用流量突变模型的解析法,调压室水位波动发生滞后,更准确地模拟了调压室的水位波动过程;导叶启闭规律越长,工况转换越多,则滞后时间越久,但几乎不影响调压室的涌浪极值;2种方法共同验证了先增后甩工况的最不利叠加时刻为初始工况与叠加工况的Z-V曲线相切时刻,相应产生的调压室涌浪最高;数值仿真法由于发生叠加工况时流量为渐变,因而切点的发生时刻在Z-V曲线上产生后移,但2种方法的调压室的涌浪极值十分接近。     

基于 Ｓ型平面路径的水平定向钻管道回拖过程管道力学研究

水平定向转回拖过程是工程建设中的重难点，为优化施工方案，采用工程实例为研究对象，根据管道下穿的不同曲率半径建立了基于Ｓ型平面路径的水平定向钻管道回拖过程的有限元模型，获得最佳曲率半径的施工方案，并分析了管道回拖过程中的应力、应变、轴力分布规律。结果显示，在进入2－3弯曲段时，管道与导向孔产生较大的侧向接触力，应力应变增大明显，最大径向拉应力为163．8ＭＰａ，轴力呈现先迅速增大而后缓慢增大的趋势；当管道穿越2－3弯曲段后，管道与导向孔之间的接触力迅速减小，管道处于悬浮状态，局部与导向孔接触稍大，应力应变值基本趋于稳定，且回拖力呈现缓慢增加的趋势，局部呈现阶梯式增加的现象；根据仿真模型最终计算，获得管道轴力最大值为10846ｋＮ，与实际回拖力为12033ｋＮ相比，拟合偏差仅为9．9％，计算结果与实际较为吻合，最后提出净浮力控制措施，为类似工程施工提供借鉴。     

地应力条件下的凿岩爆破数值模拟

为了研究地应力对凿岩爆破的影响,采用DDA方法模拟爆炸应力波作用下考虑地应力条件时的单孔和多孔凿岩爆破破岩过程。模拟发现,随着初始地应力水平的增加,裂纹扩展半径和破岩区域面积减小,裂纹发育主方向趋于地应力的最大主应力方向,初始地应力对裂纹的抑制和引导作用明显;初始地应力水平的增加,对拉伸裂纹的抑制作用更为显著,从而降低了拉伸破坏对爆破破岩的贡献。模拟也表明,在初始地应力存在的条件下,通过对爆破载荷和炮孔布置进行针对性的优化,可以克服地应力带来的影响,并取得预期的爆破效果。本研究对地应力条件下的凿岩爆破工程具有理论和参考意义。