横向振荡板的尾流研究

目的:在不同的振频和振幅条件下找出三种典型的漩涡脱落模式,即2P、2S以及P+S模式,并在(A/H,V_∞/fH)平面上画出了旋涡脱落模式的分布图,寻找漩涡脱落规律。方法:通过风洞实验和数值模拟方法研究在Re=2 300、无量纲振幅A/H=0.5～2.0、无量纲振频fH/V_∞=0.03～0.2时,观察烟线结果与数值模拟结果是否一致,随后再通过热线测量与数值模拟的结果进行对比,进一步证明实验的准确性。结果:找到了三种漩涡脱落模式的典型工况,还发现了较为少见的模式,即2P+2S模式,四种模式下实验结果与数值模拟结果基本一致。结论:随着板振幅和振频的改变,漩涡脱落模式也不断改变,数值模拟能够较好地模拟实验时的真实情况,可以为之后研究横向振荡板的尾流提供参考。     

大倾角综放采场矿压显现规律数值模拟分析

以大远煤矿1201大倾角工作面为工程背景,建立大倾角工作面矿压显现特征分析的沿倾向分段模型,并利用FLAC3D数值分析软件对工作面倾向上部、中部、下部不同推进距离下超前支承压分布和塑性区破坏范围进行模拟分析。结果表明:工作面倾向上部、中部、下部超前支承压力峰值强度分别为7.55、7.75、7.21 MPa,峰值距煤壁距离分别为23、25、20 m,影响范围分别为60~65 m、65~70 m、55~60 m。     

机翼结冰过程中过冷水滴运动轨迹的数值研究

为了掌握机翼不同形态下的过冷水滴运动轨迹,采用有限体积法求解欧拉方程,计算出翼型的外部流场参数,然后采用拉格朗日法、标准四步龙格-库塔格式计算模拟过冷水滴在流场中的运动轨迹.主要计算了NACA0012翼型的外部流场特性,分析在速度、温度、投放位置、推进时间间隔等因素不变的情况下,来流攻角和水滴直径对水滴轨迹的影响.结果表明,来流攻角不同,过冷水滴于上下翼面的撞击区明显不同;过冷水滴的直径越大,其在翼面的分布范围越广.     

海底埋地原油管道泄漏扩散数值模拟

现有文献对原油在海水中的泄漏扩散规律研究相对较少。为此,采用计算流体力学方法,建立VOF模型和多孔介质模型,研究了海水流速和油品泄漏速度对海底埋地原油管道泄漏扩散的影响。计算结果表明:随着海水流速增加,原油扩散至海面的横向扩散距离增加,扩散时间延长,海水流速大于1. 5 m/s时对原油在海水中的扩散影响显著,海水流速为0. 35 m/s时原油到达海面的横向扩散距离为12. 688 m;随泄漏速度增大,原油扩散至海面的时间缩短,与泄漏速度为2 m/s时相比,泄漏速度为8 m/s所用时间缩短约;原油在海泥中的扩散范围随着泄漏速度增加而增大,同一泄漏速度下随着泄漏时间延长,原油在海泥横向和纵向的扩散距离在增长到最大值后趋于稳定,原油在海泥中所受的横向阻力小于纵向阻力。研究结果可为准确预测海底埋地原油管道泄漏范围及制定应急抢险方案提供理论支撑。     

9.15 m直径盾构始发阶段推力计算及反力架受力分析

对大直径土压平衡盾构在无水砂卵石地层的始发阶段推力计算和反力架结构设计进行了基本的技术总结;对直径为9.15 m的盾构推进所受的阻力进行了详细的计算,进而确定出满足条件的推力;同时对反力架进行设计,并利用ABAQUS软件对反力架数值进行模拟分析,得到了始发阶段反力架以及各个部件应力和应变的情况,确定了施工中重点关注的位置;最后把分析结果与实际情况进行了对比。该研究成果可为类似的大直径盾构始发提供参考。     

基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v~(1.722)的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

Pd82Si18非晶合金结构演变的分子动力学模拟研究

为了研究Pd-Si非晶合金的结构和非晶转变过程中结构的演化规律,通过分子动力学(MD)方法模拟了Pd-Si体系从液态到非晶态的非晶转变过程,并利用双体分布函数、Voronoi多面体等方法表征了原子尺度结构。结果表明,通过MD模拟得到的非晶转变温度和合金液体的双体分布函数均与实验结果相一致。在非晶合金结构中,Pd与Si原子相互吸引并排列在第一近邻的位置上,而Si与Si原子之间的相互排斥作用使得它们之间的距离较大。在短程序结构(SRO)方面,在Pd原子周围并无占据主导地位的SRO,而在Si原子周围Z9和Z10为占据主导地位的SRO。此外,随着温度的降低,配位数缓慢增加,而SRO的含量和五重局部对称性的程度迅速增加,并且SRO连接得更加紧密。     

陈耳金矿原岩应力测量及分布规律模拟研究

原岩应力是影响地下采矿工程稳定性的重要因素之一,是地下工程变形和破坏的根本作用力。针对陈耳金矿18坑1532盲竖井埋深超过1 000 m,井下各中段在进行巷道开挖过程中出现的岩爆现象,采用套孔应力解除法对井下6个测点进行原岩应力测量,获得了井下主原岩应力的大小及方向。分析了原岩应力分布的规律并采用Flac~(3D)数值模拟软件,模拟分析了陈耳金矿井下巷道在开挖过程中应力分布情况。结果表明,垂直最大主应力开挖时,巷道两帮的应力是沿最大主应力方向的2倍。为陈耳金矿井下巷道及采场布置、支护设计和动力灾害防治提供了科学依据。