考虑流固耦合效应的结构辐射条件

考虑流固耦合效应后,声辐射场具有一些新的特点,其中最重要的是对应的外问题存在着复特征值,而且势函数不再满足经典的Sommerfeld条件。本文光给出球壳的球对称辐射的例,以说明这些新的特点;随后给出在一般情形下的一个新的辐射条件。     

深厚覆盖层地基上混凝土面板堆石坝的三维非线性有限元分析

本文通过对某混凝土面板堆石坝的三维非线性有限元分析,得到面板、趾板及混凝土防渗墙采用通常的连接方式,其周边缝、趾墙缝的竖剪变位会很大的结论,提出了解决较大变位缝的止水构造,以及限制周边缝、趾墙缝变位的面板、趾板、防渗墙的连接方式。     

深厚覆盖层上沙坝泄洪洞沉降的随机有限元分析

西北风沙区地表被厚厚的沙层覆盖,缺少合适的建筑材料,在深厚覆盖层上采用风积沙作为建筑材料筑坝蓄水成为一种选择.但风积沙与常规筑坝材料不同,土质特性表现出极大的离散性,采用概率分析方法进行相关计算分析显得更加合理.根据已建工程和现场采集的数据,考虑主要材料性能的离散性,运用随机有限元方法对深厚覆盖层上沙坝泄洪洞的沉降问题进行分析.经过1 000次Monte Carlo仿真模拟,预测蓄水至1 082.00m高程时泄洪洞最大沉降量的范围为19.59~35.02cm,平均值为25.36cm;最大沉降值主要分布在22~30cm之间.坝基砂层的压缩模量对泄洪洞最大沉降量影响最大,采取工程措施增大基础砂层的压缩模量,不仅可以显著抑制泄洪洞的沉降,也是防止其继续沉降的最有效、可行的措施.     

基于流固耦合的磁流变减振器特性分析

针对磁流变减振器示功特性出现畸形的问题,首先采用Hypermesh软件建立磁流变减振器的液体模型和固体模型,将模型导入ADIAN液固耦合软件并建立流固耦合模型,并通过减振器台架示功特性试验验证了流固耦合模型的正确性;采用该流固耦合模型分析了不同速度、不同磁场及不同氮气压力下的内部速度分布和压力分布,通过对不同氮气室压力的减振器内部压力场仿真,合理选择了磁流变减振器内的氮气压力,避免了减振器示功特性出现畸形。这一磁流变减振器特性分析方法为避免磁流变减振器示功特性出现畸形提供了理论依据。     

在深厚覆盖层坝基上建堆石坝的防渗研究

在深厚覆盖层基础上建筑堆石坝,由于现有施工技术条件的限制,往往使防渗墙不能完全封闭覆盖层,从而采用倒悬挂式防渗墙. 通过对具有这类特点的堆石坝作了渗流场分析,得到了相应的防渗结论和认识. 这些结论和认识对于类似工程具有一定的指导意义. 同时对坝面复合土工膜+碎石土心墙+防渗墙防渗方案中的土工膜失效和防渗墙的开裂开叉作了分析,给出了土工膜失效和防渗墙的开裂开叉对大坝的安全及防渗效果的影响.     

基于流固耦合的汽车气动特性

传统CFD仿真方法通常只考虑风载荷对汽车气动性能的作用,忽略了车身结构振动与气流之间耦合作用带来的影响,导致计算结果与真实汽车行驶状况存在一定偏差。以1/4标准MIRA模型为研究对象,通过双向显式流固耦合仿真方法将流固耦合效应引入到数值计算中,得到不同工况下的气动力、表面压力、振动频率以及车身姿态角等数据,分析与传统仿真方法在计算结果上的差异,再利用风洞测试技术验证仿真结果的准确性。对比有无耦合仿真及试验结果表明:耦合仿真与试验结果更加吻合,各项数据偏差都在5%以内,从而验证了耦合仿真方法的准确性;随车速增加流固耦合效应影响增大,特别是对气动升力的影响较大,直接影响汽车操纵稳定性,因此在高速时流固耦合效应带来的影响不能忽略。     

深厚覆盖层高土石坝心墙应力变形特性研究

以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙高土石坝心墙在深厚覆盖层上的应力变形特性,分析了库水升降循环对沥青混凝土心墙坝心墙应力变形的影响.计算结果表明:沥青混凝土心墙存在较明显的应力拱效应,蓄水后这种拱效应减弱;沥青混凝土心墙具有较强适应坝基变形的能力.     

流体控制阀的流固耦合特性

控制阀阀芯型线方程对阀前后压差有着重要的影响.基于有限元分析软件ANSYS,建立了控制阀的仿真模型,并对不同阀芯型线的模型进行了仿真分析,得出了不同阀芯型线对阀前后压降的影响.同时,在考虑流固耦合作用下对控制阀阀体进行了应力分析.通过耦合场分析,可以避免应力集中,提高阀体的使用寿命,优化设计阀体结构.     

流体控制阀的流固耦合特性

控制阀阀芯型线方程对阀前后压差有着重要的影响.基于有限元分析软件ANSYS,建立了控制阀的仿真模型,并对不同阀芯型线的模型进行了仿真分析,得出了不同阀芯型线对阀前后压降的影响.同时,在考虑流固耦合作用下对控制阀阀体进行了应力分析.通过耦合场分析,可以避免应力集中,提高阀体的使用寿命,优化设计阀体结构.     

基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展

随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。其中,计算流体力学-离散元耦合方法（CFD-DEM）为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。针对CFD-DEM耦合方法在岩土工程领域应用现状,本文系统总结现有流-固耦合计算方法的优缺点,重点论述CFD-DEM耦合方法的建模策略,包括固相颗粒形状建模与粒间接触模型、流体相控制方程及参数计算方法,以及CFD-DEM耦合计算,并就相关问题进行深入探讨,最后提出了CFD-DEM耦合方法未来的发展方向。     

流固耦合作用下控制阀的稳压分析与设计

研究钢厂废煤气流场作用下大型压力控制阀的稳压问题,分析了影响压力稳定的结构因素,利用Pro/E建立了控制阀的几何模型,采用CFX进行流场计算,ANSYS进行结构计算,并利用两者间的数据交互平台传递流场压力载荷和结构位移数据,实现了流固耦合数值仿真计算。计算结果表明,阀芯结构及开度是影响压降的重要因素,且外接管与控制阀通径之比越大时阀前阀后压降越小。研究结果为控制阀结构的优化设计和测试分析提供了重要依据。     

基于流固耦合的涡轮叶顶喷气冷却特性研究

高温燃气在涡轮动叶叶顶产生的泄漏流不但降低了涡轮效率,更是加剧了叶顶的热负荷. 本文基于实验模型,采用流固耦合的数值计算方法,研究了涡轮凹槽叶顶的间隙流与冷却射流相互作用的流动机理以及顶部喷气冷却对凹槽壁面换热效果的影响,重点分析了吹风比、冷却孔倾斜角、冷却孔进气角以及固体材料导热系数对壁面Nu数的影响. 结果表明: 大吹风比（M=1.5）能有效改善凹槽近压力面一侧肋条及底部的换热,Nu数分布更加均匀;进气角产生的“喷射效应”改变了冷却气流高速区的出口相对位置,当进气角大于0°时,冷却气体能有效阻隔高温流体使壁面Nu数降低;低导热系数材料降低了气流对固体壁面的对流换热,使得壁面的对流换热更加均匀.      

基于损伤力学的裂缝性储层流固耦合数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的变形规律以及其对生产动态的影响,采用塑性损伤模型和双重孔隙介质模型相结合的流固耦合数值模拟方法,模拟了裂缝性储层注采过程中的裂缝和产量变化.采用迭代耦合方法模拟流体渗流与裂缝变形的耦合力学行为,并使用损伤变量从数学上表征储层裂缝的渗透率.分析了裂缝性储层开采时的损伤演化,获得了裂缝渗透率和地层压力的分布变化.结果表明,开采过程中地层裂缝逐渐闭合且渗透率降低,对产量造成不利影响.裂缝渗透率降低是导致地层产量下降的重要因素,裂缝性储层数值模拟时应考虑裂缝渗透率变化对生产带来的影响.     

江边拦河闸深覆盖层坝基沉降监测资料分析

江边拦河闸坝建在深覆盖层上,覆盖层最大深度约达110 m.坝基沉降采用两种方法观测,一种是杆式沉降仪,用于监测施工期和运行期沉降;一种是几何水准法,用于监测蓄水前施工期沉降,两种方法互为补充并相互验证.监测成果表明,两种观测方法测值差异较大,其中杆式沉降仪测值较小,在5 mm范围内,几何水准法测值较大,最大约0.04 m,两种方法有一种可靠性较差.通过监测资料分析及比较设计成果,判断坝基沉降真实情况,并简要叙述测值失真的原因,为类似工程监测设计提供一定的借鉴作用.     

自锚式混凝土吊桥的力学性能研究

通过对一座跨径240 m 自锚式混凝土吊桥的静、动力分析,研究了非线性、主缆矢跨比、主梁拱度、温度以及混凝土收缩徐变等因素对自锚式混凝土吊桥的受力影响.结果表明:自锚式混凝土吊桥基本满足弹性理论,混凝土收缩徐变对结构受力影响较大,主缆矢跨比越大,结构刚度越大;与同等条件的传统吊桥比较,自锚式混凝土吊桥具有良好的动力特性.     

基于ANSYS的某土石坝非线性特性分析(英文)

以某深覆盖层沥青混凝土心墙土石坝为例,建立了其有限元模型,运用ANSYS 7.0分析软件对其进行了非线性模拟,给出了坝体坝基应力和位移变化的规律,为深覆盖层坝基大坝的设计和分析提供参考.     

基于H-KS模型的层状深厚覆盖层流变对面板堆石坝结构性能的影响

深厚覆盖层中各层岩土体的流变对大坝及渗控体系有一定的影响,需要深入剖析。本文探索了新的流变元件模型H-KS以模拟层状覆盖层,借助Comsol建立流变与流固耦合模型,按时间顺序计算了河口村面板坝各阶段的力学指标,分析了坝基流变对大坝及防渗体系的影响。结果表明,对于各向异性明显的层状坝基,采用H-KS流变模型能较好反应大坝各阶段的应力、变形和渗流实际情况,误差均在5%以内;计算结果相比不考虑流变的Duncan E-B模型,应力和变形均增大11.8%以上,部分增量对大坝结构的安全稳定造成影响;填筑期的沉降和应力总量占比达70%以上,但单位时间增量却较小,如沉降增量仅为0.015m/月;蓄水期的岩土体流变及流固耦合作用对大坝各部位强度和刚度影响最大,应力及沉降单位时间增长率分别为0.02mpa/月、0.038m/月;运行期的各指标增长率逐渐趋缓,最终趋于稳定,但变形和应力增量可能会导致主要结构失稳或破坏。混凝土面板-趾板-防渗墙是完整有效的渗流控制体系,坝基流变导致防渗墙上部水平位移增大,整体强度降低;趾板和面板在中部有受弯破坏的趋势。层状岩土体流变是具有时效性的,该层状坝基的流变在蓄水后2~3年间基本完成,相应指标也趋于稳定。研究结果对层状覆盖层上的面板坝安全稳定体系的建立提供了理论支持。     

自锚式混凝土吊桥的力学性能研究

通过对一座跨径240m自锚式混凝土吊桥的静、动力分析，研究了非线性、主缆矢跨比、主梁拱度、温度以及混凝土收缩徐变等因素对自锚式混凝土吊桥的受力影响。结果表明：自锚式混凝土吊桥基本满足弹性理论，混凝土收缩徐变对结构受力影响较大，主缆矢跨比越大，结构刚度越大；与同等条件的传统吊桥比较，自锚式混凝土吊桥具有良好的动力特性。     

Mechanical properties of electroformed copper layers with gradient microstructure

The electroformed copper layer with gradient microstructure was prepared using the ultrasonic technique.The microstructure of the electroformed copper layer was observed by using an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM).The preferred orientations of the layer were characterized by X-ray diffraction (XRD).The mechanical properties were evaluated with a Vicker's hardness tester and a tensile tester.It is found the gradient microstructure consists of two main parts:the outer part (fa...