深地能源工程热水力多场耦合效应高效模拟方法

深地能源工程多场耦合效应数值模拟面临的主要难题有深部岩体的非线性力学特性、复杂的赋存环境、以及围岩-结构尺寸相差悬殊的计算瓶颈。针对深地能源工程井筒结构独特的细长型几何特点,将井筒简化为一维线单元,考虑井筒内流体沿井筒轴向的渗流传热,而井筒内流体与周围岩体的换热过程则采用等效换热系数近似考虑,套管和砂浆层的影响包含在等效换热系数中,利用该方法实现了远场尺度深地能源工程热-水-力多场耦合效应的高效模拟。依托中国京津冀及周边地区典型水热型地热田群井系统开展案例研究,不仅证明了该文所提出的数值模拟方法可兼顾百平方千米尺度深地能源工程多场耦合效应模拟分析的精度与效率,还揭示了深部热储温度场、渗流场、变形场的长期演化特征。     

基于多场耦合方法的厚截面复合材料固化过程的多目标优化

针对厚截面复合材料固化过程温度峰值过大所引起的材料力学性能降低及残余应力过大等问题,建立了基于多场耦合方法的复合材料固化过程多目标优化模型,用以降低固化温度峰值和缩短固化时间.首先建立包含热化学子模型、树脂黏度子模型和流动压实子模型的固化温度多场耦合模型,用以准确描述固化过程复合材料内部温度及构件厚度的演化规律.通过与...     

我国煤矿优化开采关键技术研究

煤矿污染与地表破坏是重要污染源和危险源之一,煤矿优化开采技术具有深刻的理论内涵和实用价值。本文分析了大量的煤炭开采导致矿区环境恶化,提出煤矿应用优化开采技术的必要性,阐述了优化开采技术原理主要内容。     

冷热冲击工况下发动机水套多场耦合分析与优化

利用CFD软件对某直列式4缸发动机在冷热冲击工况下进行多场耦合分析。通过模拟汽车上下坡过程,制定冷热冲击工况规范。采用双向流固耦合方法全面分析冷却水套内流场参数的变化特点,得知冷却液流速对冷却效果影响显著,自第1缸到第4缸冷却效果逐渐增强。温度场分析可得冷热冲击循环过程中发动机缸体及缸盖火力面的热负荷分布规律,将其作为静力学边界条件对发动机进行热-机耦合分析,得到了缸盖火力面等危险区域的应力/应变分布情况。根据分析结果优化缸间冷却水套结构。结果表明优化后发动机c、e两点所在区域性能得到明显改善,从而验证了冷热冲击为发动机可靠性研究提供了准确的工况环境。     

冷热冲击工况下发动机水套多场耦合分析与优化北大核心CSCD

利用CFD软件对某直列式4缸发动机在冷热冲击工况下进行多场耦合分析。通过模拟汽车上下坡过程,制定冷热冲击工况规范。采用双向流固耦合方法全面分析冷却水套内流场参数的变化特点,得知冷却液流速对冷却效果影响显著,自第1缸到第4缸冷却效果逐渐增强。温度场分析可得冷热冲击循环过程中发动机缸体及缸盖火力面的热负荷分布规律,将其作为静力学边界条件对发动机进行热-机耦合分析,得到了缸盖火力面等危险区域的应力/应变分布情况。根据分析结果优化缸间冷却水套结构。结果表明优化后发动机c、e两点所在区域性能得到明显改善,从而验证了冷热冲击为发动机可靠性研究提供了准确的工况环境。     

面板堆石坝级配料开采爆破块度预报模型及爆破设计参数优化研究

本文介绍了爆破块度预报模型的建立方法,并结合天生桥一级水电站面板堆石坝级配料开采爆破试验,建立了适合于天生桥一级水电站级配料开采的爆破块度预报模型,提出了快速判断开采料是否满足设计要求的方法。本文还介绍了爆破参数优化的概念,并建立了适用于水电站开挖爆破的优化目标函数及约束条件。最后通过实例,介绍了建模方法以及最优解和可行解的求解方法,并对天生桥一级水电站的级配料开采的爆破参数进行了优化设计,提出了适合于天生桥一级水电站ⅢＡ、ⅢＢ料开采的最优爆破参数及可行爆破参数。这些方法和思路对其他类似工程的研究有着重要的参考价值。     

面板堆石坝级配料开采爆破块度预报模型及爆破设计参数优化研究

本文介绍了爆破块度预报模型的建立方法，并结合天生桥一级水电站面板堆石坝级配料开采爆破试验，建立了适合于天生桥一级水电站级配料开采的爆破块度预报模型，提出了快速判断开采料是否满足设计要求的方法。本文还介绍了爆破参数优化的概念，并建立了适用于水电站开挖爆破的优化目标函数及约束条件。最后通过实例，介绍了建模方法以及最优解和可行解的求解方法，并对天生桥一级水电站的级配料开采的爆破参数进行了优化设计，提出了适合于天生桥一级水电站ⅢＡ、ⅢＢ料开采的最优爆破参数及可行爆破参数。这些方法和思路对其他类似工程的研究有着重要的参考价值。     

基于遗传算法的圆柱空腔吸声覆盖层参数优化研究

基于圆柱空腔吸声覆盖层二维理论推导吸声覆盖层单元-粘弹性圆柱管等效阻抗,结合传递矩阵法建立吸声覆盖层声学性能分析简化模型。采用遗传算法对圆柱-圆台空腔吸声覆盖层多个材料、结构参数进行综合优化研究。结果表明,较仅优化吸声覆盖层材料属性,对材料属性、结构多参数优化能获得更好宽频吸声性能。     

基于混合单元建模的复合板热诱导结构振动研究

针对复合板的热诱导结构振动问题，提出一种新的混合单元计算模型，将三维和二维单元组成混合单元，利用不同类型单元体现复合结构中不同的材料特性，实现对真实复合结构物理特征的高精度模拟。在此基础上基于虚功原理建立了三维形式的复合板瞬态热弹性动力学方程，利用该方法对空间大尺度复合薄板的热诱导扰动进行研究。仿真结果表明，结构固有频率和热容是决定热诱导振动发生的主要内囚，对于一些刚度较大的空间复合薄板，由于空间约束环境弱，整体频率低易发生热诱导结构振动。本研究对于空间大尺度复合平板结构的工程设计具有一定的参考价值。     

自然对流板肋热沉的三维数值结构优化

为提高热沉自然对流换热性能,利用ICEPAK软件对基板水平放置和基板竖直放置的两种放置取向的板肋热沉进行了数值模拟和结构优化。首先,通过与前人的实验结果进行对比,验证了数值模型的合理性;然后对一系列不同结构参数的热沉进行数值模拟,通过对比其散热性能寻找最优的热沉结构。热沉几何参数变化范围为肋片厚度1~15mm,肋片间隙6.75~33.75mm,肋片高度55~1395mm。结果表明在每个肋片高度下都有一组最优的肋厚t和肋间隙s值;当肋片高度超过720mm值时,基板水平放置热沉的热阻趋于一个稳定值;基板竖直放置热沉的热阻随肋片高度的增加一直在减小。     

剪切阀式磁流变阻尼器动态特性实验研究

介绍了剪切阀式磁流变阻尼器的结构和工作原理,基于平板模型得出了其阻尼力的计算公式。对自行研制的剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等动态特性进行了实验研究。结果表明剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,阻尼力可调系数随电流变化连续可调。在相同振幅下,阻尼器的可调倍数随频率增大而降低,阻尼力随振动频率的增大而增大。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础。     

动态光测力学方法在爆破模型实验中的差异性研究

动光弹与爆破加载的同步问题对保证实验成功十分重要。本文对利用沙汀相机和动态激光照相机进行爆破模型实验的同步方式差异进行了分析,指出了各自不同的特点和实施同步的关键点。利用激光光测系统同时获得无限平面集中爆破载荷等差条纹图和等和条纹图,用两种不同的解法进行了动应力场定量求解,对两种解的结果差别进行了研究,分析了各自的适用范围。     

动态光测力学方法在爆破模型实验中的差异性研究

动光弹与爆破加载的同步问题对保证实验成功十分重要。本文对利用沙汀相机和动态激光照相机进行爆破模型实验的同步方式差异进行了分析,指出了各自不同的特点和实施同步的关键点。利用激光光测系统同时获得无限平面集中爆破载荷等差条纹图和等和条纹图,用两种不同的解法进行了动应力场定量求解,对两种解的结果差别进行了研究,分析了各自的适用范围。     

首都推广实施专业爆破服务模式的探索与实践

由爆破公司实施专业化爆破服务是国际上通行的爆破作业方式,也是我国民用爆炸物品管理的发展方向。本文论述了专业爆破服务模式对爆炸物品安全管理的重要性和必要性,介绍了首都警方以北京市昌平区作为试点的实践过程和经验。表明实施专业爆破服务模式,有利于建立和完善爆破作业现场安全管理体系、强化爆破技术管理和爆破安全过程控制、减少了爆炸物品流失,并实现爆破公司与矿山企业经济双赢。     

目前国内最大的土石方工程由广东省宏大爆破工程公司承建

介绍了隆芯1号数码电子雷管在城镇地基开挖中应用的情况,及其控制爆破振动的方法———通过工程试验选择振动效果最佳的延时实施爆破。爆破效果显示新型雷管的使用有效地降低了爆破振动,仅为采用导爆管爆破的40%;新的爆破方法加快了工程进度,效益显著。该电子雷管具有的灵活、精确、可靠的特点,为爆破理论进一步的研究提供了有力的支持。     

A STUDY ON THE CHANGE OF FATIGUE FRACTURE MODE IN TWO TITANIUM ALLOYS

The appearance of the fatigue fracture surface and crack growth curve have been examined for a Ti–2.5Cu alloy with different microstructures (two equiaxed and two lamellar microstructures), and for TIMETAL 1100 with a lamellar microstructure. With increasing Δ K , a slope change in the crack growth curve correlates with a transition in the fracture surface appearance (induced by a fracture mode transition); this being found in each microstructure. The microstructure size that controls the fatigue fracture is found to be the grain size for equiaxed microstructures and the lamella width for lamellar microstructures. The transitional behaviour can be interpreted in terms of a monotonic plastic zone size model in microstructures having a coarse microstructure size and in terms of a cyclic plastic zone size model for microstructures having a fine microstructure size.     

毛乌素沙漠风积砂动强度特性试验研究

随着陕北油气资源的不断勘探和开发,毛乌素沙漠地区风积砂的岩土工程特性问题逐渐成为当地工程建设的制约因素。该文在均等固结条件下,采用孔压破坏标准,对毛乌素沙漠饱和风积砂进行了不同干密度和不同围压下的固结不排水等幅循环动三轴强度试验。在试验基础上,得到了不同密度不同围压下的风积砂动强度曲线和动孔隙水压力发展曲线。针对天然气压缩机的类无限循环动荷载特性,探讨了无限循环荷载作用下毛乌素沙漠饱和风积砂的动强度问题。并基于摩尔-库仑强度准则获得了适用于毛乌素沙漠风积砂在无限循环荷载作用下的等效动抗剪强度参数及破坏判据。     

岩石动载损伤模型研究

在分析现有脆性材料爆炸和冲击损伤模型的基础上,根据冲击试验及声波理论,用能量法构造了岩石动载损伤模型．     

基于动力学模态分解的大跨度平屋盖风压场研究

采用经过嵌入维数改进的动力学模态分解(DMD)方法和本征正交分解(POD)方法对大跨度平屋面的随机风压场进行分析。结果表明:利用Takens嵌入定理来增加原始快照矩阵的空间维数,能够挖掘风洞试验数据集中隐藏的模糊动态特征;POD和DMD的模态分布均能够反映脉动压力场典型漩涡的主要特征,但POD的每个模态包含多个频率的信息,这在一定程度上让POD的模态成为多个频率段脉动的耦合,而DMD方法分解模态是单频模态并且可以得到每个模态的稳定性。相同比例的POD模态所占的能量比例大于DMD模态结果,但当使用相同比例的模态进行脉动风压场重构时,DMD方法比POD方法的重构结果更能够描述和契合原始脉动压力场的局部特征,这是由于DMD方法是直接对压力场进行重建,而POD方法主要是重建能量场,因此在揭示随机风压场时空演化特征,DMD方法更具优势。     

模态信息探伤的实验研究

以往常规的损伤探测方法多存在着测量结果不能达到损伤探测精度的要求,例如测量点数量不够、测量信号不够精确、测量时所使用的传感器会造成附加质量等。而激光测振仪的使用能够较好地解决这些问题。利用激光测振仪对板结构的损伤位置识别进行研究,给出损伤位置的识别方法,并通过实验进行了验证。