弯曲溢洪道挑流消能方式选择及效果分析

不同的挑流消能方式下弯曲溢洪道对水流的消能效果不同,研究并对比了差动式尾坎挑流和连续式尾坎挑流2种方式下,弯曲溢洪道水流消能的效果.采用的水气界面追踪方法为VOF方法,紊流模型为RNG k-ε模型,流速模拟软件为Flow-3D,该模型下仿真结果具有高度的可重复性.仿真结果表明,差动式尾坎挑流方式下,挑流水舌挑距为86 ...     

动力扰动诱发顶板断裂的数值模拟分析

顶板突然断裂时易诱发冲击矿压灾害,造成重大伤亡事故.为了研究顶板突发断裂的诱导因素,采用FLAC3D软件的动力学模块分析了动力扰动对顶板稳定性和断裂规律的影响,以及不同扰动强度下顶板破坏规律.结果表明,动力扰动造成顶板剪切破坏,在煤壁上方形成剪切带,从而易导致顶板突发剪切断裂破坏,增大了发生顶板灾害的可能性.且随着扰动峰值增加,扰动破坏影响强度和影响范围都显著增大.结论对制定合理的顶板灾害预防措施有着重要指导作用.     

剪切带引发冲击矿压的分析

通过对某煤矿高冲击危险工作面开采过程的三维数值模拟,揭示了近距离煤层下部煤层在煤柱的影响下,在有冲击危险的区域,变形局部化剪切带与高压应力共同作用于煤岩体上,在变化的剪应力作用下,脆性岩体容易发生剪切破坏,并在瞬间释放弹性能,形成冲击矿压。     

岩层倾角对钻井套管剪切变形的影响分析

针对钻井套管剪切破坏问题,基于煤层开采的上覆岩层移动规律,采用ANSYS数值模拟软件建立钻井套管剪切变形的有限元模型,模拟分析了不同的岩层倾角对钻井套管剪切变形区域应力分布的影响。研究结果显示:套管发生剪切变形后,剪切面由原始的圆形变为椭圆形,且椭圆长轴端点区为剪应力的应力集中区;岩层倾角增大会造成套管剪应力的应力集中区面积增大,且应力集中区最大剪应力也在逐渐增大。     

深部巷道围岩变形失稳的数值分析

采用Mohr-Coulomb塑性本构模型,Isotropic-Fluid-Flow本构模型,Fluid-MechanicalInteraction渗流计算模式,建立FLAC3D固流耦合的渗流计算模式的数值模型,采用"开挖-支护-再开挖"的模拟过程,模拟分析石嘴山一矿38区+600 m轨道巷的变形与破坏的机理,得出深部巷道变形破坏的关键部位,为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

大采高工作面初次来压显现规律的数值模拟分析

针对三元王庄煤业大采高课题。对3#煤层及顶板进行了现场钻孔取芯和地质力学特性参数测试。运用FLAC3D进行了数值模拟分析,研究了大采高工作面顶板初次来压的应力分布规律,揭示了大采高工作面采动压力的显现特征。     

近水平煤层综放面导水裂缝带最大高度分析及其研究

在近水平煤层条件下,利用离散元模拟的方法,分析了综放采场上覆岩层的运动特征,根据覆岩位移及应力变化规律,确定了覆岩的导水裂缝带高度.通过现场实测验证表明,数值模拟所得的裂缝带高度与实测结果相吻合,说明利用数值模拟的方法确定综放面覆岩导水裂缝带高度是可行的.     

基岩分层厚度对老顶初次来压步距影响的数值漠拟分析

根据陕北浅埋煤层存在的工作面老顶初次来压步距过大的现象,以大柳塔煤矿20601工作面为原型建立数值计算模型,分别模拟基岩分层厚度对老顶初次来压步距影响的数值模拟分析,基岩分层厚度分别为15、25、35、45m的四种情况,结果表明基岩分层厚度对工作面老顶的初次破断步距影响成线性增加.     

深部岩巷在动力扰动下的破坏机理分析

结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同,则所处稳定状态也不同.当巷道埋深较小时,处于较稳定状态;当巷道埋深较大时,越来越接近临界稳定状态,较小的扰动便可以导致裂纹的大规模瞬时动力扩展,诱发巷道的失稳破坏,并伴随着应变能的高速释放.深部巷道所受静压较大,在动力扰动下比浅部巷道更易发生失稳破坏.     

基于黏度时变性的裂隙动水注浆扩散规律分析

为探究动水环境下黏度时变性浆液扩散规律,以NF水泥基浆液为研究对象,开展浆液黏度时变性试验,确定了黏度时变函数;基于水平集方法,通过在数值模型中自定义黏度时变性函数,实现了考虑浆液黏度时变性的动水注浆数值模拟,得到了考虑和未考虑黏度时变性的浆液扩散形态和扩散距离。结果表明：水灰比为0.6～1.0的NF水泥基浆液属于宾汉流体,其黏度随着时间的推移呈指数增长;浆液扩散过程中,流场中浆液黏度变化表现出稳定区和下降区2个阶段;其扩散形态由初始阶段圆形变化为椭圆形至最后稳定为U型;浆液扩散距离与时间呈正相关,并随水灰比的减小而减小;未考虑浆液黏度时变性所得扩散距离始终大于考虑浆液时变性所得扩散距离,且随着注浆时间的增加,浆液黏度时变特性对扩散距离的影响越显著。     

向心透平叶型设计与内部流动研究

利用基于一元流动的设计方法得到的结构参数,采用非可展直纹抛物面成型法设计了一种小型向心透平膨胀机叶型,并利用NUMECA软件对叶轮流道流场进行了数值模拟。按照子午面形状展开后接近直线的要求,从几何角度出发提出一种比经验设计更简便的子午流道型线成型方法,并借助数值模拟分析其内部流动,证明了此设计效率更高。     

不同剪切速率下软弱结构面抗剪特性分析

为分析不同法向应力与剪切速率情况下软弱结构面的剪切行为,通过数值计算软件建立含软弱夹层的锯齿形软弱结构面模型,模拟不同加载条件下的结构面直剪试验,探讨其抗剪过程中峰值前后的应力应变关系,建立抗剪强度τ与法向荷载σn以及剪切加载速率ν的关系式。结果表明:在相同正应力情况下,随着剪切加载速率的增大,峰值位移呈线性增大趋势;加载速率的变化对峰值后的应变软化阶段有明显的影响,随着加载速率的增大,应变软化阶段应力下降速率先增大后减小,并且剪切速率在0.25mm/step的时候达到最大值。随着加载速率的增大,抗剪峰值强度τ1呈线性增大趋势,残余强度τ2呈线性减小趋势。τ2/τ1呈近乎线性减小趋势,变化范围在0.95～0.3;得到软弱结构面抗剪强度与法向荷载以及剪切速率的关系式:τ=m+νtanβ+τntanθ+nνσ_n+lν~2σ_n。     

地浸“水平井注-直井抽”井场流场数值模拟与井网优化

利用数值模拟软件建立了"水平井注-直井抽"井场二维、三维模型,探究了流场渗流特点,以最小化浸出死角为目标优选了井网布置参数。数值模拟结果表明:以水平井作为注液井可以形成线性驱替,有效提高注液效率,避免浸出死角;重力对渗流场的影响较小,水平注液井应布置在含矿含水层的中部位置;"水平井注-直井抽"井场最优井间距:直井与水平井的间距为35m;直井与直井的间距为50m。     

水平气流风选机内部流场的数值模拟与分析

我国年产城市生活垃圾总量已经达到1．4亿t,并且垃圾产量仍以年增长率3．5％左右的速度递增。垃圾是时间和空间上“放错位置”的资源,其最佳的处理方法是实现垃圾的资源化,而垃圾的分选是垃圾资源化的关键。水平气流风选机是垃圾风力分选的主要设备之一,其内部流动非常复杂,气相流场和垃圾颗粒特性的测量也很困难,设计者只能依靠经验数据,分选效果不能达到预期目标。     

Numerical Simulation Analysis of Influence Factors to Shearing Force of Rolling Shear

The calculation results show that relative cut-in depth at the moment of maximum shearing force decreases with the increase of steel plate thickness; along with blade clearance increasing, shearing for...     

液固两相流泵叶轮内流场数值分析与试验研究

利用FLUENT软件欧拉多相流模型对低比转速液固两相流泵叶轮内流场进行了三维数值模拟研究,依据数值计算结果,分析了叶轮内液固两相流场;同时对该叶轮进行了试验研究,试验结果符合设计要求。通过比较数值计算结果和试验结果,发现两者的扬程和效率都比较相近。     

羽状分支水平井结构优化

文章按照产能最大的原则,结合数值模拟及基础地质分析获得了羽状水平井最优结构,主支长度1200~1500m,分支长度200~800m,其长度由近端向远端依次递减,主分支间夹角45°,分支间距250~300m,8~101个分支数。     

考虑温度影响的充填料浆水平管流特性研究

为探究不同温度下充填料浆水平管流特性,开展了流变实验以获取不同温度下充填料浆流变参数,基于流体力学理论提出了充填料浆管道输送基本假设,利用COMSOL软件建立水平管道模型,分析了温度对料浆流态、流速、管道压力及管输阻力的影响.结果表明,温度升高,充填料浆塑性黏度和屈服应力降低;料浆在管道输送过程中壁面附近呈剪切流动,中...     

对旋式通风机基于定常流动的全流场数值模拟

针对矿用对旋式轴流风机,选用RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法,在求解区域采用非结构化网格,通过求解三维N-S方程对其全流场三维湍流进行了定常的数值模拟,揭示了对旋风机内部流场的基本特性,数值模拟的结果对提高旋风机的整体性能和运行安全性具有重要的工程应有价值。     

特大型水平矿柱稳定性数值模拟

金川二矿区采用多中段大面积连续回采工艺,水平矿柱开采稳定性是关系到二矿区乃至整个金川集团公司能否持续稳步发展的关键技术问题。采用FLAC三维有限元数值分析方法对此进行了研究,研究表明,在多中段回采过程中,水平矿柱的开采是个平稳回采过程,今后水平矿柱回采不会出现应力过大集中,也不可能出现水平矿柱灾变失稳。