基于风洞试验中的消耗计量模型研究与实现

高压、中压、氮气等是保障风洞试验有效进行所需的动力资源,针对风洞群试验中供气气源管线拓扑结构复杂多变、试验用户多、生产调度粗放等特点,为了提高动力资源生产和调度的保障效能,研究提出了基于动态拓扑结构的单车次动力资源消耗计量模型。该模型采用设备状态监测、图形数据库(Neo4j)技术、流体力学静压差法等技术,在虚拟空间里,完成了物理世界到逻辑世界的映射,形成了动态拓扑结构模型。在此基础上结合试验状态感知、资源库存量,实现了对风洞单车次试验各类动力资源消耗计量。实验结果表明,该模型较好地解决了原风洞单车次试验难以计量或计量不准的难题。通过试验数据对比发现,计量数据准确,满足数据精准度要求。     

EMT 系统在磁性催化物分布检测中的应用

研究了电磁层析成像技术(EMT)在生物柴油制备过程中磁性催化物的分布检测上的应用。为了能够有效应用磁性催化物的导磁特性,在一种8线圈TMR-线圈结构的传感器阵列的基础上设计了仿真实验,比较了不同粒径大小的催化剂分布的成像结果,研究表明,该线圈结构适用于磁性催化物的分布检测。为了改进传统成像算法成像质量差、成像速度慢的缺点,研究了匹配追踪算法(CoSaMP)在图像重建上的应用,并与传统的Tikhonov算法和Landweber算法进行比较,结果表明CoSaMP算法有更好的边缘处理能力和更快的成像速度,与其他两种算法相比,图像误差平均降低了30.4%,成像速度提高了46%,有效提高了重建图像质量与速度。     

多级孔板泄洪洞水流空化特性

多级孔板泄洪洞是一种利用水流强剪切混掺而实现消能的内消能工形式,而抗空化空蚀性能是影响多级孔板泄洪洞安全运行的重要指标之一。本文以小浪底1号孔板泄洪洞为例,在水力学原型观测资料的基础上系统分析了多级孔板泄洪洞的空化特性,并结合几何比尺为1:40的减压模型试验资料分析了缩尺效应对初生空化数的影响。结果表明：水流空化数对库水位的变化不敏感,而初生空化数则随着库水位的升高而增大,受此影响,库水位越高时各级孔板发生空化水流对应的闸门开度越小;缩尺效应对多级孔板泄洪洞初生空化具有显著影响,经模型试验测得的初生空化数须进行缩尺效应修正;对于多级孔板泄洪洞,其结构尺寸和水流流速是影响初生空化数的主要参数,基于此提出了减压试验初生空化数的缩尺效应修正方法,经与原型观测资料对比,误差小于2%。相关成果利于深化对多级孔板泄洪洞水力特性的认识,有助于多级孔板泄洪洞的推广应用。     

MoS2势垒层磁性隧道结的温度-偏压特性研究

MoS₂是一种具有特殊能带结构的二维半导体材料,当层数较少时,其带隙会随层数显著减小。因此,基于MoS₂势垒层的磁性隧道结会展现出更丰富的物理特性。文章通过理论计算分别得到了单层、双层、三层以及五层MoS₂势垒层磁性隧道结的温度-偏压相图,研究了铁磁电极半交换劈裂能对相图特性的影响。计算结果表明：单层和三层MoS₂势垒层磁性隧道结适合应用于低温器件中。其中,单层MoS₂势垒层磁性隧道结在高功率工作环境下具有优异的性能。双层MoS₂势垒层磁性隧道结的优化区域位于室温和低偏压区,因此适用于信息存储领域。五层MoS₂势垒层磁性隧道结可通过调节铁磁电极参数使其工作在较宽的功率范围内。上述研究结果为MoS₂势垒层磁性隧道结的应用奠定了坚实的理论基础。     

小断面岩石巷道掏槽爆破参数优化实验

针对小断面岩石巷道掏槽爆破效率低下的技术难题,依据掏槽爆破形成槽腔为后续炮孔提供自由面。通过分析施工过程中掏槽爆破存在的问题及其影响因素,采取了控制单一变量的方法,制定9组实验方案,同时配合规范的施工方法对掏槽爆破参数进行优化,从而获得最优的掏槽爆破参数组合。通过对实验数据的比较分析,优化的掏槽爆破参数使巷道掘进的炮孔利用率提高了20%,掘进综合成本节省了27%。     

坑道内爆炸冲击波相似律问题探讨

为研究坑道内爆炸冲击波相似律问题,进行了不同药量坑道堵口爆炸实验,并利用ANSYS/LSDYNA软件对原型坑道与模型坑道爆炸冲击波进行数值计算。结果表明:与自由大气中不同,同一坑道内不同药量爆炸产生的冲击波不符合爆炸相似律;若原型坑道与模型坑道几何相似,装药量之比为几何相似比的三次方,则原型坑道与模型坑道内爆炸冲击波符合爆炸相似律;坑道内爆炸冲击波数值模拟时,若原型坑道与模型坑道网格尺寸符合相应的几何相似比,则冲击波计算结果满足相似律,当坑道截面网格密度为1675~2977时可以达到计算精度要求。     

一种光面爆破用乳化炸药的研究与应用

针对我国隧道掘进中光面爆破采用传统乳化炸药存在装药不便及爆破效果差的问题,改变现有装药方式,生产了新型25 mm乳化炸药,研究了该乳化炸药的爆炸性能、隧道掘进装药情况及爆破效果。结果表明,新型小直径乳化炸药爆炸性能符合GB18095—2000要求,储存期6个月以上;采用新型装药方式,经现场爆破施工,开挖面平整稳定,光面爆破效果较好。     

下穿既有隧道爆破振动响应研究

以沪昆客专贵州段小高山隧道泄水洞下穿既有高铁隧道正洞爆破施工为工程实例,在泄水洞开挖下穿既有铁路隧道时,为确保既有隧道结构安全和爆破振动影响问题,采用稳健回归和小波包等分析技术,研究了在既有隧道正洞内设置沙质缓冲层,其在下穿隧道施工中爆破地震波特征和传播机制。结果表明:主频率分布范围较广;缓冲层有效地吸收了大部分高频带能量,到达既有隧道结构的能量主要集中在第2~第4频带部分,振动速度峰值降低了34%左右,各方向的主振频率主要位于5~70 Hz的中低频范围;切向的能量占主要优势,须重点关注。研究为下穿既有隧道正洞施工,保证其结构安全和沉降满足要求奠定了理论基础,该成果可为类似下穿隧道工程和小距离隧道工程爆破振动控制提供参考。     

新建隧道爆破对既有隧道影响的数值模拟分析

以福平铁路隧道爆破开挖工程为例,针对福平铁路施工中新建隧道上跨既有隧道的特殊工况,采用ANSYS有限元软件对爆破方案进行模拟计算,求得最大主应力所在的位置和振动波形。将实际监测结果与模拟结果的振动波形进行对比,并分析振动峰值和频率特征。结果表明,二者的振动峰值近似相等但频率特征有所不同,说明ANSYS数值模拟能找到最危险位置并预测最大振速,可以指导工程实际。     

隧道掘进聚能水压光面爆破新技术与应用

为了解决成兰铁路金瓶岩隧道出现围岩扰动和隧道超挖的问题,采用聚能水压光面爆破技术。在实施该技术的过程中,根据聚能水压光面爆破技术原理、聚能装置装药和装填技术的要点,严格执行每一操作步骤,并结合隧道掘进工程实践进行现场写实记录。然后将写实记录结果与常规光面爆破进行技术、经济效果对比分析,效果明显。即新技术成型效果好,造孔率减少了50%,又节约了爆破材料,降低施工成本,提高了劳动生产率。该项技术有助于实现隧道开挖"精细化"和"绿色施工",对类似工程具有一定的参考价值。