有压输沙管道脉动压强特性试验研究

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验,测量出每种工况下的流量、含沙浓度和脉动压强。采用统计方法对测量数据进行多方面分析,并结合快速傅里叶变换(FFT)方法研究了脉动压强的功率谱密度。试验结果表明,时均压强的沿程幅值和瞬时峰值压强均随含沙浓度增加而增大,相对脉动强度随着含沙浓度增大总趋势是减小的;脉动压强概率密度为脉动压强均值接近于零的正太分布,随着含沙浓度增加分布形态从瘦高型发展成矮胖型,压强振幅变大;脉动压强功率谱密度中低频分量随着含沙浓度变大有明显的增加。     

中缅天然气管线沿线滑坡变形监测与机理分析——以黔西南州沙子镇滑坡为例

中缅天然气管线黔西晴隆段沙子镇2016年和2017年连续2次因滑坡引发天然气管线破裂事件,引起了人们的极大关注。滑坡的变形机制和监测对该区的天然气管线的正常运营具有非常重要的意义。在研究区域构造背景的基础上,根据该区地质、构造特征和现场收集的滑坡变形资料及监测数据,开展了该区段变形机制的研究和变形监测分析。研究结果表明:滑坡变形主要划分为管线正常运行阶段的坡体未变形、缓慢蠕滑变形、加速蠕滑变形和管线破裂变形4个阶段。滑坡主要是由于人工堆填土方所引起的蠕滑变形所致。监测数据表明:通过抗滑处理后,坡体的变形得到了有效控制,天然气管线运行较为安全,但仍需要进一步的监测和预报。     

油气管道特殊部件的漏磁检测信号特征分析

针对油气管道特殊部件的结构特点,分析了管道磁化后产生的磁场特征.基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程,采用Comsol有限元仿真软件对管道特殊部件与缺陷进行仿真,以漏磁信号轴向分量B_x所占的通道个数、B_x正负峰值出现的先后顺序、B_x幅值以及轴向长度作为分析判别管道特殊部件与缺陷的依据,对管道特殊部件上存在缺陷的整体漏磁信号B_x分量进行特征分析,缺陷信号B_x在补板信号B_x内侧且极性相反时视为补板缺陷.结果表明,该方法在判别管道特殊部件存在缺陷方面具有一定的可行性.     

管网方法在双层壁冷却结构设计中的应用

为快捷有效地计算涡轮叶片双层壁复合冷却结构的冷却特性,将一套适用于气冷叶片换热模拟的管网耦合算法应用于所设计的双层壁内冷叶片上.结合冷却流路的一维管道网络算法以及壁面单元与对应外流场网格间的插值过程,形成HIT3D-Coolnet管网耦合程序,并参考有测量数据的涡轮叶片算例验证其模拟有效性.针对新型的双层壁冷却结构,在已有叶型的基础上初步构建3种配气方式的复合冷却方案.用HIT3D-Coolnet快速得到叶片外壁温度信息以甄选初始方案,借助全三维数值模拟分析初选方案双层壁结构内的流动特性,并据此采取措施改善初始设计.流场分析表明,导入腔内的冷却空气冲击腔壁,并在腔室空间内形成特定的旋涡结构,有效地强化了内部对流换热.在合理的冷气分配下,双层壁冷却技术可获得较好的冷却效果.     

城市交通发展规模与交通资源适应性模型及算法

为科学确定城市交通的发展规模,在分析关键交叉口转向能力的基础上,提出了基于超级节点的城市交通网络构建方法;考虑公交资源以及公交优先发展战略的因素,构建了城市交通发展规模与交通资源适应性的数学模型,并设计了基于反馈的免疫克隆算法.以城市内某一区域为例对模型和算法进行验证,结果表明:模型及算法具有较好的实用性,能够为城市交通规划部门提供良好的决策支持.     

给水球墨铸铁管腐蚀特性及腐蚀对水质的影响

为研究给水球墨铸铁管腐蚀特性及腐蚀对水质的影响,以球墨铸铁管为主体制作三电极反应体系,以微生物为控制变量利用电化学工作站测定球墨铸铁管电化学腐蚀参数,同时分析腐蚀体系内水体水质变化.结果表明:非灭菌组自腐蚀电位66 d均值-0.515 V,自腐蚀电流密度均值7.61×10-4m A/cm~2,期间水质迅速变差,总铁质量浓度3 d后超标,色度和浊度最终分别达72、115 NTU.灭菌组自腐蚀电位66 d均值-0.471 V,自腐蚀电流密度均值5.26×10-4m A/cm~2,腐蚀强度较灭菌组稍缓,但水体最终变成"黄水".没有或失去防腐涂层而暴露于水体中的给水球墨铸铁管初期极易发生以电化学腐蚀为主的综合性腐蚀,严重影响水质.     

高速移动环境下无线信道模型的性能

针对移动网络在高铁通讯时存在接收信号不稳定问题,开展了多普勒效应及多径时延对正弦波叠加(Sum-of-Sinusoid,SOS)模型、XIAO模型(Jakes仿真器)和LIU Qian模型的影响研究.分析了3种模型的信噪比、相关性以及处理信号衰减的程度,结果表明,在多普勒效应及多径时延的环境下,SOS模型的算法复杂度最低,LIU Qian模型反之,而传递函数相关性最佳,XIAO模型对接入信号的衰落程度最小;在保证传输效率、信道容量足够的前提下,LIU Qian模型中接收信号的失真程度较小,更适宜作为高速移动环境下无线信道的研究模型.     

城市出租车拥挤收费

建立了多方式分担模型来分析拥挤收费背景下出租车是否也应征收拥挤费问题,并设计了求解模型的遗传算法。研究利用双层规划模型对该问题进行了描述,其中下层规划为组合网络均衡模型,刻画了出租车拥挤收费前后对出行产生、出行方式划分、出行路径选择及出行分布的影响,构建了与之等价的变分不等式;上层规划为社会福利的最大化。算例结果表明,是否应该对拥挤收费区域内的出租车征收拥挤费主要取决于私家车与出租车的单位距离运营成本之比。通常情况下(当二者的比值小于5.6时),对出租车进行拥挤收费就能获得更大的社会福利。     

裸置海底自沉降热油管道泄漏扩散的数值研究

根据计算流体力学建立海底海泥区域与海水区域的流固耦合传热多相流模型,海泥区域视为饱和含水多孔介质。运用软件模拟了裸置在海底的热油管道在输送过程中泄漏后原油在海泥和海水中的分布情况和温度场的变化情况,并对不同的泄漏点进行了分析。模拟时考虑了裸置海底管道的自沉降和海水中压强的影响。模拟结果表明,泄漏点对泄漏原油的扩散分布有很大影响;当泄漏点在土壤区域开始泄漏时,原油在土壤中呈弧形分布,过一段时间后沿土壤与管道外保温层流入海水中,顶端呈现喷射形,两侧呈螺旋状,并逐渐向海面流动;当泄漏点在海水区域时,泄漏的原油呈现喷射形,在浮力的作用下逐渐向海面流动;泄漏位置不同,海水和海泥温度场的分布有很大差异。海水区域和海泥区域的交界面对原油分布和温度场分布有很大影响。     

基于元胞自动机的交通枢纽内人群疏散效率研究

利用元胞自动机仿真不同出口位置和不同内部布局下交通枢纽内人员的疏散情况,通过制定合适的人员行走规则,对交通枢纽内人员疏散进行仿真分析。结果表明,正面中央开口时人员的疏散效率最高,此时由于人员相对于出口大概呈对称分布,人员对过道的利用率达到最高;和正面边缘开口相比,出口位置设置在侧面更好,以减少行人在行走过程中方向的变化从而减少疏散时间。当在侧面开口时,在靠近出口墙壁处设置过道可以提高人群的疏散效率,并且适当地增加过道数目,可以对疏散人群起到分流的作用,从而对人群的疏散也很有利。