急倾斜煤层开采冲击危险性数值模拟研究

对北京昊华能源股份责任公司的长沟峪煤矿的急倾斜煤层进行三维数值模拟,利用ANSYS有限元软件单元"处死"的功能真实模拟4槽工作面的开挖过程,对沿巷道走向和沿煤层走向推采不同距离时的塑性应变云图和应力云图进行分析,得出数值模拟结果与现场实际开采情况基本吻合,说明ANSYS有限元数值模拟方法可为冲击地压的防治工作和煤矿的安全开采提供参考。     

锥导乘波体外形设计及分析

为了改善高超声速飞行器的外形气动特性,以高超声速条件下锥型流近似解为基础,提出了一种高超声速乘波构型的初步设计方案,并由此方案生成乘波体外形。在确定Ma=6锥型流场之后,对于不同的乘波体长细比和底部基线参数进行了外形设计,并就参数变化对乘波体设计外形的影响进行了讨论,得到了设计参数影响外形的基本规律。运用Fluent软件对于所设计的乘波体外形进行三维流场数值模拟,分析其在设计状态下的绕流流场特性;并对乘波体在非设计马赫数以及非设计攻角状态下进行数值模拟,分析其在非设计状态下的气动特性的变化。结果表明:数值模拟结果与设计理论相吻合,压强与密度云图均显示了本文所设计的乘波构型的乘波特征,并且在非设计工况下其乘波特征仍然显著,例如Ma=4。     

不同送风速度下空调房间的气流组织数值模拟

以办公室空调房间为研究对象,运用计算流体力学(CFD)中Fluent软件数值模拟,对不同送风速度下空调房间的速度场、温度场进行三维数值模拟,对比分析不同送风速度对气流组织的影响。通过对几种不同工况下不同空间位置的速度云图、温度等值线图的分析,得到了不同送风速度对房间气流组织及热舒适性的影响。     

梯度温差对防水板混凝土开裂机理的影响

基于混凝土浇筑时防水板内外温度差异导致的温度应力对早期裂缝开展的影响,研究了防水板混凝土在施工期的温度应力性能,结合实际工程,总结了当防水板内外温度差异变化时混凝土裂缝损伤的情况。为了深入研究防水板混凝土开裂机理,用ANSYS进行数值模拟,根据防水板主拉应力计算分析公式得到梯度温差下的应力和变形云图。基于ANSYS云图分析结果,研究了混凝土结构的变形趋势、温度应力演变及裂缝分布情况。结果表明:在该联合基础过渡区域混凝土抵抗应力能力较弱,在云图中该处裂缝最早产生,裂缝蔓延速度更快; 防水板的第一应力值随着温差增大而增大,当浇筑温度越高时,混凝土结构所产生的温度应力越大; 在进行防水板施工阶段混凝土浇筑时,大温差导致防水板的大变形, 25 ℃左右为混凝土防水板结构开裂的临界温差。     

干粉灭火剂颗粒性质对两相湍射流影响的研究

为研究干粉灭火剂颗粒性质参数对气固两相射流流动特性的影响规律,基于ANSYS Fluent计算平台,采用欧拉-欧拉模型对湍射流外流场进行三维数值模拟研究。通过试验验证数值模拟模型及结果的准确性,分析干粉颗粒浓度和密度参数对喷射器外部气固两相流场及地面扩散效应的影响规律。研究结果表明,不同干粉颗粒浓度和密度对气固两相喷射特性及颗粒空间分布具有显著影响。颗粒浓度与射流冲击后粉末覆盖区域面积及固相浓度呈正相关,气相速度场剧烈变化。随着颗粒密度的增大,喷射距离呈现增大趋势,地面粉末分布由U形逐步向V形转变,干粉颗粒集中性更佳。     

玄武岩纤维布加固木梁抗弯性能的试验研究与有限元分析

玄武岩纤维布是一种性能优异的新型复合材料。通过对12根矩形截面木梁的静力试验,进行玄武岩纤维布(BFRP)加固木梁抗弯性能的试验研究,分析对比梁与加固梁的承载力、挠度等结构性能指标。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴玄武岩纤维布是提高木梁抗弯性能的有效方法。并应用ANSYS软件对BFRP布加固木梁的抗弯性能试验的全过程进行了数值模拟,得到加固木梁在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线,应力-应变云图等。通过数值计算结果与试验结果的对比,验证了应用ANSYS程序对FRP加固木梁进行数值模拟的可行性。     

梁底粘贴CFRP加固的新疆杨木梁抗弯试验研究与有限元分析

通过6根矩形截面新疆杨木梁的抗弯试验和有限元软件ANSYS模拟分析,通过碳纤维布(CFRP)加固新疆杨木梁的抗弯性能的试验研究,分析未加固梁与加固梁的极限承载力、跨中挠度等性能指标。通过有限元软件ANSYS对加固木梁抗弯试验全过程进行数值模拟,得出加固木梁在静力荷载作用下的荷载-挠度曲线、应力-应变云图等。结果表明:在新疆杨木梁的受拉区粘贴CFRP可以明显的改善木梁的抗弯性能,有限元软件ANSYS模拟结果与CFRP加固新疆杨木梁抗弯试验结果基本吻合,验证了选取单元和建模的正确性。     

塑钢纤维轻骨料混凝土抗压试验裂纹演变的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,建立了塑钢纤维轻骨料混凝土的数值模型,通过抗压试验对比塑钢纤维轻骨料混凝土与无纤维轻骨料混凝土的裂纹扩展云图。分析结果表明:塑钢纤维有效的抑制了混凝土的裂纹的产生及扩展。数值模拟结果与试验情况基本一致,表明所建立的塑钢纤维轻骨料混凝土的ANSYS数值模型合理可行。     

风场中高层建筑结构风压及动力响应的数值模拟研究

采用计算流体动力学软件CFX对CAARC高层建筑刚性模型的风荷载进行了数值模拟,采用多场求解器MFX联合ANSYS与CFX对风场中的CAARC弹性模型进行了数值模拟,最终得出该模型在风场中的位移时程曲线。该方法对于考虑流固耦合的工程问题有普遍借鉴意义。     

离心式雾化喷嘴的数值模拟

以无填料冷却塔中的核心元件低压雾化装置中的一个离心式喷嘴为研究对象,采用标准k-e湍流模型和SIMPLE算法,利用FLUENT流体计算软件,对其流场分布进行了数值模拟,得到了喷嘴在运行时内部静态压强场的分布、水流体湍动能强度场分布、水流体速度角分布以及在喷嘴中心轴上的流体速度场分布情况。