古建筑榫卯节点抗震加固数值模拟研究

古建筑木结构榫卯节点的抗震加固方法研究,是保护古建筑工作中一项非常重要的内容。该文以遭受汶川地震的四川省剑阁县觉苑寺大雄宝殿为例,根据宝殿的典型震害症状,采用铁件加固榫卯节点的思路,用数值模拟方法,对结构加固前后的动力特性及地震反应状况进行了对比分析。结果表明:在地震作用下,节点在x、y向的位移及加速度反应均有所减小,结构的变形响应明显减小,数值模拟的结果与结构震害症状基本吻合。采用该方法进行古建筑木结构榫卯节点加固,结构具有更稳定的振动形式。     

故宫古建木梁典型残损问题分析

为保护故宫古建筑,采取现场勘查与归纳分析相结合的方法,以故宫古建大木结构的梁为对象,研究了它们的典型残损问题.基于这些木梁典型构造和受力特点,对木梁所表现出来的各种类型的典型残损问题进行了归纳和汇总,从构造、受力、材料等角度探讨了残损问题的主要根源,结合传统方法和现代技术,提出了加固残损木梁的方法或建议.结果表明:故宫古建木梁的典型残损问题有开裂、梁头变形、糟朽、加固件破坏等,产生这些问题的主要原因与木材及铁件材料性质、木梁构造、施工工艺、外力作用等因素相关,采取传统和现代的方法均可实现木梁的有效加固.     

煤矿地下水库人工坝体抗震性能数值模拟研究

地下水库建设是缓解我国水资源紧张的重要工程对策。利用煤矿采空区建设地下水库,不仅可实现矿井水的资源化再利用,还可在很大程度上保护矿区生态环境。文章以某煤矿地下水库为例,采用有限元方法建立三维数值模型,研究强震作用下地下水库坝体结构动力响应特征及抗震性能。研究结果表明：强震作用下煤柱坝体是主要的易于发生动力损伤破坏的区域,最大损伤变形主要出现在煤柱坝体与挡水墙的交界位置;地震烈度对煤矿地下水库的损伤变形影响较大,其损伤变形规模及程度随着地震动强度增加。本工程单坝体结构的抗震能力为7度,地震烈度为10度时,煤柱坝体出现了整体性破坏变形。本项研究工作可为煤矿地下水库抗震设计及加固措施等提供参考依据。     

水平轴潮流水轮机水力性能的数值模拟研究

采用数值模拟方法对一种带增速管的水平轴潮流水轮机的流量特性和转速特性进行了研究,并分析了增速管长径比、面积比对该水轮机水力性能的影响。计算结果表明:该潮流水轮机能量转换效率较高,同时自启动性能好,但对潮流流速变化较敏感;增速管可显著提高水轮机的水力性能,特别是输出功率;对于一定结构形式的潮流水轮机,增速管具有最佳的长径比。     

轴流泵装置紊流数值模拟与性能预测

运用紊流数值模拟技术对包括转轮、导叶在内的轴流泵装置进行数值模拟.计算采用RNG紊流模型,通过SIMPLEC算法,采用有限体积法离散Navier-Stokes方程,计算了不同工况下轴流泵装置流定常流动和非常定流.通过计算预测了泵装置性能,并与模型试验结果进行了比较;通过与已有实验成果比较,得出计算结果与实验结果吻合较好,表明计算结果是可信的,数值计算方法是可行的.     

基于数值模拟的管道离心泵水力性能及能量耗散研究

采用雷诺时均的方法,基于SST k-ω湍流模型,开展了管道离心泵能量损失可视化的数值模拟研究。计算结果表明：叶轮内高压主要分布在叶片出口边,蜗壳内压力主要分布在隔舌和出口通道;管道离心泵的能量耗散中脉动熵产占主导地位,设计工况下管道离心泵的能量耗散最低,小流量工况的能量耗散是设计工况的3.4倍,大流量工况的能量耗散是设计工况的2.9倍;叶轮进口边、压力面、出口边以及间隙处能量耗散最大,蜗壳隔舌和出口通道内能量耗散最大。研究成果对同类水泵的低能耗设计提供了参考。     

低速肥大船舶尾流场数值模拟及阻力性能预报

该文以商用软件FLUENT为平台,以KVLCC2M算例为对象,进行了低速(Fn≤0.15)肥大船舶(Cb≥0.8)尾流场的数值模拟和阻力性能预报,考察了网格类型和湍流模式等因素对计算结果的影响,确定了工程适用的计算方法,并应用于VLCC、VLOC和16万吨油船的尾部流场模拟和阻力性能预报,与试验结果比较,吻合良好。     

气幕防波堤消波性能影响因素数值模拟研究

为研究气幕防波堤消波性能影响因素,将空气和水组成的两相流体处理为变密度单流体,通过UDF在连续方程中添加质量源项和动量方程中添加动量源项建立了气幕防波堤的数学模型,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,二者具有较好的一致性,验证了气幕防波堤数学模型建立的合理性.以此为基础,对影响气幕防波堤消波性能的因素如入射波高、管道淹没深度进行了数值模拟计算,并通过分析、比较得出相关结论.这些结论对气幕防波堤的实际工程设计、施工等具有一定参考价值和指导意义.     

杨凌热电厂厂址区包气带防污性能数值模拟

为预测及防治杨凌热电厂投产后对地下水环境可能造成的影响和危害,采用HYDRUS-1D软件对污染物柴油、Cl-在包气带中的运移进行模拟。结果显示,在设定的情形下,经过30年柴油前缘到达地表下14.4m处,浓度为1.51×10-10mg/L,14.5m处浓度为0;Cl-前缘到达地表下8.8m处,浓度为1.235×10-10mg/L,8.9m处浓度为0。模拟期内,污染物均未进入地下水。热电厂厂址区包气带具有良好的防污性能,古土壤及黄土状粉质黏土隔水性能好,能有效阻止污染物向下部运移。     

故宫古建檩三件典型残损问题分析

基于檩三件典型构造和受力特点,对其典型残损问题进行了归纳和汇总,分析了问题产生原因,提出了加固建议。结果表明：故宫古建筑檩三件容易出现的残损问题包括糟朽、挠度、开裂、构件分离、垫板歪闪、连接松动等,产生这些残损问题的原因与古建大木施工工艺、木材材性、檩三件构造特征、外力作用等因素密切相关;采取铁件或 CFRP 材料包裹、贴补,以及拉接、支顶、化学加固、替换等方法均可实现檩三件的有效加固。     

基于细观力学全级配混凝土梁弯拉试验的数值模拟

在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三级配和四级配梁计算所得的极限荷载和抗弯强度基本接近。(2)对于同样级配的试件来说,截面尺寸大的梁计算所得的极限荷载远高于较小尺寸的极限荷载。(3)其它参数一定的情况下,粘结带抗拉强度每提高12.5%,全级配混凝土梁的极限荷载和抗弯强度提高约10%。     

铁件加固技术在古建筑木结构中应用研究

采用归纳分析及力学计算相结合的方法,研究了我国古建筑木结构工程中普遍采用的铁件加固技术.基于对数座占建筑的实际勘查及分析结果,研究了古建筑木结构采用铁件加固技术的分类及特点,客观地评价了加固效果,对不足之处提出了改进建议.结果表明:铁件加同技术可有效提高占建筑木结构的承载能力及刚度,但也存在加吲件易锈蚀、不易更换且破坏...     

全级配混凝土梁弯拉应力-应变全曲线的细观力学模拟

为了测定全级配混凝土梁的抗弯强度,采用位移控制的加载有限元程序模拟了全级配混凝土梁的弯拉实验,得到了相应的弯曲拉伸应力一应变全曲线.数值模拟得到的梁的极限荷载、抗弯强度与试验结果基本吻合.数值模拟结果还表明,四级配混凝土梁的极限荷载高于三级配混凝土梁,但是抗弯强度低于三级配混凝土.梁的最终破坏表现为一条主裂缝贯通混凝土梁的横截面,表现出较强的拉应变软化现象和局部化现象.     

弯矩调幅法在连续梁计算中的研究

为了更好的解决厂房中楼梯内力计算值与实际值存在的差异,尽可能消除不合理的因素,引入了弯矩调幅的有限元计算法,对内力计算的弯矩值进行调整.本文阐述了弯矩调幅法的理论依据,并通过实例算例验证了该方法计算的可行性与合理性.最终计算结论说明:弯矩调幅系数与跨中弯矩值的调整值成线性关系,调整的幅度与外荷载以及结构支座的性质有关,弯矩调幅系数的选取受到结构塑性铰范围内的制约.     

带裙房建筑结构表面风压的数值模拟分析

针对目前《建筑结构荷载规范》无法给出体形复杂结构表面风压分布的缺点,基于计算流体力学与大气边界层理论,利用CFD数值模技术对带裙房的建筑结构表面风压分布进行了分析。研究结果表明,数值模拟得到的建筑结构迎风面体形系数与规范数据吻合较好;只有建筑物的迎风面处于正压区域,其余面均处于负压区。相关成果可为建筑物抗风设计提供可靠依据。     

澜沧江上游梅里石3号巨型古滑坡成因机制研究

以梅里石3号滑坡为例,经过详细工程地质勘察,定性分析了滑坡的成因机制。结果表明,该滑坡是反倾岩体倾倒变形破坏的产物,其成因机制具有一定的特殊性及研究价值。采用离散元和有限元相结合的方法,研究澜沧江快速下切过程中原始斜坡发生倾倒变形破坏的全过程,即弯曲变形、倾倒—弯曲、倾倒—折断、蠕滑—拉裂4个阶段。地质分析表明滑坡为倾倒变形体发生整体失稳形成,数值模拟中岩体倾倒变形各阶段的变形破坏特征与地质分析相互印证,与实际情况相符。     

周边建筑对深基坑支护结构的影响分析

为研究城市高大建筑和市政设施等对深基坑支护结构的影响,以沈阳金融中心大厦深基坑工程为研究对象,研究了周边建筑荷载对在建深基坑支护结构稳定性的影响。通过现场监测,研究基坑水平和竖直位移变化规律,验证支护结构的有效性;利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得到建筑物作用力、建筑距离等作用的改变与支护结构变形之间的关系。研究结果表明:当基坑周边存在建筑物时,基坑变形量明显加大;随着基坑周边建筑物作用力的增大,基坑变形量呈线性增加;在2倍基坑开挖深度范围内,建筑距离对基坑的影响呈幂级数增加,建筑物"细高"时对基坑的影响较大,"矮胖"时较小。上述研究成果对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。