核岛安全壳焊接气溶胶扩散规律数值模拟与通风气流组织研究

基于现场焊接气溶胶浓度测量结果及CFD数值模拟方法,研究了核岛安全壳内无机械通风条件下的焊接气溶胶浓度分布规律,同时对气流在安全壳20 m平台以上空间里的竖直运动规律进行了讨论。结果表明,在自然状况下,室内焊接烟尘浓度将会持续上升,超过国家标准限定的4 mg/m³,并由焊接区域向非焊接区域扩散。此外,数值模拟结果显示在安全壳高度为32～42 m之间将产生气流低速涡旋区,此空间将是气溶胶悬浮的主要区域,同时也为集中排尘系统设置的参考高度。结合现场实际情况,对核岛施工过程中的通风净化系统进行了设计和应用,对降低室内焊接烟尘浓度、改善施工作业环境发挥了重要的作用。     

基于数值模拟技术制定汽车结构件的焊接工艺

汽车结构件焊后产生的焊接应力、焊接变形对产品的使用寿命、尺寸精度及零件的后序装配影响很大。通过数值模拟技术可以选择合适的焊接工艺方案,找出焊接应力、焊接变形对结构最有利的焊接工艺,从而使被焊总成的寿命提高、尺寸精度满足要求。文中以典型的汽车底盘件为例,利用数值模拟技术分析不同焊接顺序、焊接方向对结构中焊接应力、焊接变形的影响,并进行了试验验证。通过该项研究找到了一种采用数值分析技术制定汽车结构件焊接工艺的方法,有利于汽车结构件产品开发中设计工艺方案,提高产品开发进度。     

高温焊接温度场及应力场的数值模拟

建立了高温焊接工艺数值模拟模型,对在不同温度下高温焊接的温度场和焊接残余应力场进行了数值模拟。结果表明:500℃,600℃和700℃温度下高温焊接焊缝中心点上纵向残余应力相对于常温焊接的降低幅度分别为:57.3%,73.1%和81.3%,横向残余应力的降低幅度分别为:17.6%,36.9%和63.8%;高温焊接使得应力场的分布趋于均匀化,温度越高,应力分布也越均匀。     

采动覆岩离层的数值模拟研究

采动覆岩移动及其导致的离层分布是一个受多种因素影响的极其复杂的问题，具有极强的不可视、不可触等特点，因此，理论分析和现场观测都是十分困难的。对矿区采动覆岩的破坏过程进行了数值模拟仿真研究，重点分析了覆岩中离层的发展高度变化规律、离层区域范围的确定以及煤层采出厚度的影响作用等。数值模拟再现了采动覆岩运移及离层产生的全过程，揭示了离层高度与工作面推进距离、离层区域发生范围和煤层开采厚度之间的关系。数值模拟结果确定了覆岩离层产生的位置、离层大小等，从而为采用离层充填注浆控制地表沉陷等提供了重要的理论基础和依据。     

核工业高大空间厂房室内热环境及放射性气溶胶控制数值模拟研究

分层空调作为一种节能空调技术被广泛应用于高大空间厂房中。以核工业某高大空间厂房为研究对象,分别对单侧中送、对侧下回和双侧中送下回两种气流组织条件下厂房室内热环境和放射性气溶胶迁移规律进行了数值模拟研究。结果显示,相较于单侧中送、对侧下回的气流组织形式,采用双侧中送下回的气流组织可以较好满足厂房热环境及放射性气溶胶控制,通过提高局部排风速度,可以有效降低室内放射性气溶胶浓度。     

基于流体力学理论的风场数值模拟

利用流体力学理论对自然风进行描述,对风场进行数值模拟.运用基于特征线理论的分离变量算法(Char-acteristic-Based Split,CBS)求解流体域,推导了CBS算法的有限元方程.并利用自主开发的AADS中的流体计算模块对稳态风场进行数值模拟,给出了建筑物表面的风压分布规律,为进一步研究提供基础.     

开敞办公空间气溶胶传播的数值研究

新冠疫情的持续爆发表明后疫情时期的工作已然日趋常态化,在日常工作中采取措施强化疫情防控尤为重要。本文针对典型开敞式办公空间,以排除率、暴露指数和衰减系数3个评价指标为依据,运用CFD软件分析了5种典型通风环境下气溶胶空间分布特征。研究结果表明5种通风方式下气溶胶颗粒的排除率大小分别为4.82%,4.78%,9.35%,1.09%和4.97%,其中混合通风的排除率>置换通风的排除率。但由于置换通风的温度分层效应使得人体散发的气溶胶随热羽流及气流扩散至呼吸区上方,室内其他办公人员呼吸区的污染物浓度相较于混合通风处于较低水平。故而置换通风下送上回的通风方式传染几率最低,其次为混合通风侧上送下回形式,混合通风顶送顶回的传播距离最远且感染几率高于其他工况。此外,人体暴露量与污染源距离呈正相关,同时也与气流组织形式有关。与其它4种通风方式相比,置换通风具有最高的气溶胶污染传播的控制能力,在污染源位置未知的开敞式办公环境下,最具有保障。此研究成果可为典型场景下的疫情防护、空间通风设计提供方案和指导,有效降低被病毒感染的风险。     

扁平钢箱梁U肋焊接残余应力数值模拟分析

已建成的扁平钢箱梁桥在运营过程中发现一些与结构、构造和制造相关的病害,并且随着服役时间的增长越来越突出。其原因是扁平钢箱梁结构采用薄板组焊而成,因此,扁平钢箱梁在未受力之前,便已存在着由于焊接所产生的应力场和变形场,导致扁平钢箱梁普遍出现裂纹等病害。运用热结构耦合法对扁平钢箱梁U肋与桥面板交接处焊接的温度场和应力场进行数值模拟计算分析,并得到焊接残余应力的分布规律,为进一步分析结构病害与加固设计提供依据。     

岩石破裂过程的数值模拟研究

考虑不同粒度组成和缺陷分布的岩石,对其裂纹扩展,演化过程的影响,建立数学模型,应用ＲＦＰＡ程序分析了均质度对岩石类脆性材料在外载作用下的裂纹扩展、演化过程的影响,和相关的实验结果进行对比,指出均质度对材料破坏过程的决定性影响。     

较高含碳量冷弯方钢管焊接应力-应变场的数值模拟

为了更好地预测含碳量较高的冷弯方钢管的焊接应力-应变场,应用有限元软件ABAQUS及移动双椭球型焊接热源模型,对焊接过程进行了数值模拟。在数值模拟过程中,采用了考虑与不考虑材料微观组织影响的2种方法,其中微观组织的作用通过引入冷却过程中材料马氏体化引起的体积膨胀来施加。分析结果表明:考虑材料微观组织影响可以更好地预测含碳量较高的冷弯方钢管的应力-应变场,纵向残余应力在焊缝处显著降低,横向残余应力在临近焊缝处也有所降低,但在焊缝处显著升高。     

地铁车站基坑变形特征的数值模拟及实测分析

本文以北京地铁大兴线新宫车站深大基坑工程为研究背景,介绍了该基坑工程的工程结构、工程环境以及施工场区的水文地质条件,并以基坑实测数据为基础侧重分析了支护结构位移和周边土体沉降随施工进度的变化规律。建立有限元模型,对基坑开挖施工进行了仿真模拟计算,并将计算结果与实测数据分析结果进行对比,总结基坑支护结构和周边地表的变形规律,为地铁车站深基坑开挖及支护结构设计提供了科学依据。     

巷道支护优化及数值模拟研究

针对深度开采、原岩应力高、地质构造复杂、巷道变形大的特点，分析了巷道围岩变形规律和破坏原因，确定了提高围岩自稳能力、加强控制关键部位的优化原则，并运用数值分析方法（FLAC）模拟了巷道变形及稳定性，提出了优化支护设计方案，采用优化后的支护设计在现场取得了良好的应用效果。     

基于数值模拟分析的基坑变形特征研究

为了研究复杂地质条件下深基坑开挖过程中的变形问题,以某基坑工程为例,根据盆式开挖结合两道斜支撑的设计方案,进行了MIDAS/GTS数值模拟,并根据模拟结果进行监测点布设,在基坑开挖过程对变形异常处进行跟踪观测,并进行对比分析。研究结果表明:第一道斜撑施工后,水平及竖直位移最大处均出现在基坑底部,且水平位移较大;第二道斜撑施工后,水平及竖直位移开始增大但仍在预警值范围内;开挖至基坑底部后,预测和实际监测水平及竖直位移均趋于稳定,实际监测结果反映了数值模拟分析的科学性,研究成果可为此类深基坑的开挖提供指导经验。     

超大面积焊接球网架整体提升过程的数值模拟与计算分析

针对中国商飞部装厂房3万m2焊接球屋盖的整体提升,建立施工过程的计算模型,对其在整体提升过程中的安全性进行全面分析.论述该类结构计算分析中需考虑的问题及处理方法.在保证结构提升安全的前提下修改设计使结构替换的用钢量最少、施工工期最短.     

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究＊李义科武文斐符永正（包头钢铁学院环境工程系０１４０１０）（武汉冶金科技大学建筑工程学院４３５００７）高层建筑外表面上的风压大小及分布，对于结构风荷载及采暖设计中的冷风渗透量的计算，是不可缺少的资料。国...     

高层建筑屋面风压分布的数值模拟

对高层建筑屋面的风压分布进行了分析,模拟了0°和45°两个风向角下屋面平均风压分布,得出了迎风的屋面产生了极大的负风压,其他区域风压相对较小,45°风向角为高层建筑屋面风压的较不利风向角的结论。     

开口空间结构表面风压分布规律的数值模拟及分析

基于专业计算流体动力学软件平台Fluent6．3提供的SSTk-ω湍流模型,对深圳市福田交通综合枢纽玻璃幕墙表面风压进行了不同风向下的数值模拟计算。在此基础上将数值风洞模型简化,并对比简化模型和原实体模型模拟结果。结果表明,采用简化模型同样可得到较准确的模拟结果,实际工程应用中可提高计算效率。此外,考虑建筑宽厚比、开洞率及开洞位置的影响,计算了不同影响因素下模型各表面风压系数,得出开口空间结构的表面风压分布规律,为实际工程风压分析提供参考。     

突扩管道中的湍流传热数值模拟与分析研究

在能源、动力、化工等领域存在各式各样的管道流动,其中突扩管道尤为常见.在实际的供热工程中管道内流体流动大多为湍流流动,所以对突扩管道内的湍流传热规律进行研究具有重要意义.利用ICEM软件建立轴对称扩管数学模型并利用FLUENT软件对轴对称突扩管道中的湍流传热进行模拟和数值计算,通过温度、速度分布云图及沿加热壁面的努塞尔...     

基于FVCOM的黄渤海潮波运动的数值模拟

为进一步加强黄渤海潮波数值研究,采用FVCOM海洋数值模式进行试验并对其底摩擦项进行了改进,对黄渤海的潮波运动进行了数值模拟;根据37个潮位站和3个海域海流的实测资料,对比了调和常数、潮位和潮流数据,计算结果均与实测结果吻合良好;通过对计算结果进行准调和分析,绘制了黄渤海的潮汐潮流同潮图、潮汐潮流性质分布图、潮流椭圆图和潮致余流图。结果表明:模拟区域存在4个无潮点和8个圆流点;潮汐主要以半日潮汐为主,全日潮汐分布在秦皇岛外海、海州湾外海和老黄河口近海;潮流主要以半日潮流为主,全日潮流分布在渤海海峡东南部,近岸表现为往复流,外海表现为旋转流。