耦合π定理与数值模拟的采空区冒落范围预测

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作者 张晶 任凤玉 +2 位作者 刘洋 何荣兴 乔木 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第2期264-272,共9页

考虑图表法可为特定工程问题提供便捷的查询方法,借助π定理构建表征采空区冒落活动的非线性模糊函数,耦合数值模拟UDEC揭示该非线性模糊函数所含无量纲表达式的数量关系,提出可预测采空区冒落范围的无量纲图表。为大量获取图表数据,设... 考虑图表法可为特定工程问题提供便捷的查询方法,借助π定理构建表征采空区冒落活动的非线性模糊函数,耦合数值模拟UDEC揭示该非线性模糊函数所含无量纲表达式的数量关系,提出可预测采空区冒落范围的无量纲图表。为大量获取图表数据,设定采空区开挖步距为2 m。结果表明:无量纲图表可根据不同阶段空区边界扩展预测空区冒落范围,且无量纲曲线表征的采空区冒落范围随空区跨度增大的变化特征与实际基本相符。结合线性插值方法,可预测无量纲图表中未涉及工况的采空区冒落范围。实践表明,该方法为量化评估采空区冒落范围提供了有效方法。 展开更多

关键词 π定理 数值模拟 图表法 采空区 冒落范围

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半椭圆型防波堤水力特性的试验研究

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作者 刘传林 韩新宇 +1 位作者 董胜 李逸涵 《海洋湖沼通报(中英文)》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

本文提出了一种新型防波堤结构:半椭圆型防波堤,并对两种尺寸的半椭圆型防波堤模型进行了一系列的物模试验,重点分析了椭圆弧形结构面在波浪作用下的水力特性,为新型防波堤的设计施工提供参考。通过π定理确定了半椭圆型防波堤波浪力的... 本文提出了一种新型防波堤结构:半椭圆型防波堤,并对两种尺寸的半椭圆型防波堤模型进行了一系列的物模试验,重点分析了椭圆弧形结构面在波浪作用下的水力特性,为新型防波堤的设计施工提供参考。通过π定理确定了半椭圆型防波堤波浪力的影响因素,包括波陡H/L,相对波高H/D,尺度参数b/L,通过试验数据分析了半椭圆型防波堤所受波浪力随这三个影响因素的变化规律并比较了两种半椭圆型防波堤模型的受力特点。结果表明:波浪力随H/D的增大而增大,随H/L、b/L的增大而减小;模型1所受波浪力较大,且水平波浪力远大于竖直波浪力,模型2所受波浪力较小,且水平波浪力和竖直波浪力大小接近。 展开更多

关键词 半椭圆型防波堤 模型试验 π定理 波浪力

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花岗岩残积土地层中盾构机掘进参数统计分析

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作者 曹权 夏永成 +3 位作者 沈东 张崔琎博 周彦旭 许小东 《黑龙江交通科技》 2025年第10期63-68,73,共7页

为揭示花岗岩残积土地层中盾构掘进参数的关联规律,基于深圳地铁5号线盾构施工数据,采用π定理量纲分析与非线性拟合相结合的方法,对掘进速度、总推力、刀盘转速及刀盘扭矩进行多维度相关性建模。通过数据分组平均预处理降低波动干扰,... 为揭示花岗岩残积土地层中盾构掘进参数的关联规律,基于深圳地铁5号线盾构施工数据,采用π定理量纲分析与非线性拟合相结合的方法,对掘进速度、总推力、刀盘转速及刀盘扭矩进行多维度相关性建模。通过数据分组平均预处理降低波动干扰,结合地层物理参数(压缩模量、黏聚力、内摩擦角等)构建参数表达式,并验证模型精度。研究表明:掘进速度与贯入度呈强线性正相关;掘进速度越大,贯入度越大;总推力可表征为刀盘扭矩、掘进速度及地层压缩模量的非线性函数;表明总推力与掘进速度、刀盘转速和刀盘扭矩密切相关;刀盘扭矩与推力、贯入度的关系符合S形曲线分布(R^(2)=0.88),但受地层参数均值简化假设影响,误差达84.48%。研究证实,π定理与数据拟合的协同方法可有效量化盾构参数间隐含关系,适用于工程初步分析,相比经验法更具理论客观性,较人工智能方法更易操作。 展开更多

关键词 π定理 花岗岩残积土 盾构掘进参数 相关性分析 量纲分析

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热力学·统计物理教学中的量纲问题 被引量：1

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作者 熊兆华 杨琳朔 +1 位作者 梁淇玮 王雯宇 《物理与工程》 2024年第2期54-65,共12页

本文就热力学·统计物理的一道习题的解法展开讨论,说明在物理问题推导过程有量纲物理量的规范运算方法,以及物理结果的规范表达方式。此外,论文简单说明了Π定理并举例利用Π定理对物理系统进行量纲分析。量纲分析在物理学中如此重... 本文就热力学·统计物理的一道习题的解法展开讨论,说明在物理问题推导过程有量纲物理量的规范运算方法,以及物理结果的规范表达方式。此外,论文简单说明了Π定理并举例利用Π定理对物理系统进行量纲分析。量纲分析在物理学中如此重要,因此在物理基础课教学中应予足够的重视。论文附录给出了汪志诚《热力学·统计物理》(第六版)教材中部分公式规范表达形式。 展开更多

关键词 量纲 热力学 统计物理 Π定理

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基于相似准则函数理论综合法的飘带伞阻力系数计算与分析 被引量：2

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作者 董永香 王顺虹 +2 位作者 周彤 段相杰 冯顺山 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期571-574,589,共5页

针对柔性飘带与金属伞帽组成的新结构飘带伞,通过综合法求解其阻力系数.基于相似准则的函数理论,在考虑子弹流场干扰的基础上,借助Fluent软件数值仿真,基于仿真试验设计,建立了求解伞帽阻力系数的经验公式,结合已有的风洞试验数据建立... 针对柔性飘带与金属伞帽组成的新结构飘带伞,通过综合法求解其阻力系数.基于相似准则的函数理论,在考虑子弹流场干扰的基础上,借助Fluent软件数值仿真,基于仿真试验设计,建立了求解伞帽阻力系数的经验公式,结合已有的风洞试验数据建立了飘带伞阻力系数计算的经验公式,同时获得了兼顾多个主控因素影响的气动参数综合求解方法.该方法与建立的经验公式可为相关研究提供参考. 展开更多

关键词 阻力系数 相似准则 飘带伞 π定理

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爆炸荷载作用下礁沙地基钢塔架结构动力响应试验探究 被引量：2

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作者 钟冬望 戴炯岚 +4 位作者 孟庆山 雷学文 何理 司剑峰 杜泉 《爆破》 CSCD 北大核心 2021年第1期8-13,共6页

爆炸荷载作用下礁砂地基钢塔架结构动力响应的研究,对我国的国防和岛礁工程建设具有重要的参考和现实意义。通过模型试验对不同礁砂地基类型、药量、爆心距等工况下钢塔架结构加速度动力响应信号进行测试,结合量纲分析与π定理,得到钢... 爆炸荷载作用下礁砂地基钢塔架结构动力响应的研究,对我国的国防和岛礁工程建设具有重要的参考和现实意义。通过模型试验对不同礁砂地基类型、药量、爆心距等工况下钢塔架结构加速度动力响应信号进行测试,结合量纲分析与π定理,得到钢塔架结构模型的加速度动力响应计算公式,并利用试验所采集的数据对计算公式进行参数拟合,得出了在礁沙地基下钢塔架模型的加速度动力响应经验公式。 展开更多

关键词 礁砂地基 量纲分析 π定理 加速度动力响应

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无量纲参数图表法应用于围海工程龙口流速的研究 被引量：2

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作者 齐尚珍 陈德春 孙万通 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第3期318-322,共5页

堵口程序设计决定整个围海工程的成败,目前国内多采用水力要素最大值等值线图法反映各项水力要素随口门尺寸的变化规律,并据此进行堵口顺序设计。因此,探讨利用一种新的图解法——无量纲参数图表法,不仅可从理论上选择合理的合龙顺序,... 堵口程序设计决定整个围海工程的成败,目前国内多采用水力要素最大值等值线图法反映各项水力要素随口门尺寸的变化规律,并据此进行堵口顺序设计。因此,探讨利用一种新的图解法——无量纲参数图表法,不仅可从理论上选择合理的合龙顺序,而且在施工过程中能根据现场各因素变化随时很方便地调整堵口合龙施工顺序。 展开更多

关键词 围海堵口 龙口流速 无量纲 量纲π定理

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用于振动台试验的钢筋混凝土群桩模型研制及测试 被引量：3

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作者 刘海侨 梁龙 邓检良 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第2期26-30,共5页

研制了用于振动台试验的钢筋混凝土群桩模型,其既满足Bukingham-π定理,又完成制作了具有一定强度的模型和安装流程。该试验选用适当的材料和工艺方法及1∶100的缩尺模型制作单根模型桩及模型群桩基础,模拟由180根钢筋混凝土桩构成的群... 研制了用于振动台试验的钢筋混凝土群桩模型,其既满足Bukingham-π定理,又完成制作了具有一定强度的模型和安装流程。该试验选用适当的材料和工艺方法及1∶100的缩尺模型制作单根模型桩及模型群桩基础,模拟由180根钢筋混凝土桩构成的群桩基础在地震中的力学表现。室内力学试验结果表明:模型桩材料的弹性模量为70 MPa,强度为0.57 MPa,符合预期,模型桩抗折强度为0.22 N·m,满足制作和安装强度要求;地震振动台试验结果表明,在强震作用下,桩身能够产生100με的永久应变。该研究成果对振动台桩基础试验的模型桩制作具有参考价值,对于研究桩基础破坏的缩尺模型制作具有借鉴意义。 展开更多

关键词 Bukingham-π定理 缩尺模型 振动台试验 钢筋混凝土桩

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二维梯形沉积盆地放大效应的数值模拟研究 被引量：5

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作者 包得志 荣棉水 喻烟 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期1472-1479,1500,共9页

盆地效应作为场地效应的一种特殊类型,其对地震动的影响仍在持续研究当中。建立二维梯形沉积盆地模型,模型边界采用透射人工边界,利用显式有限元法作为求解方法。根据Buckingham提出的π定理定义了多个影响盆地效应的无量纲参数,包括盆... 盆地效应作为场地效应的一种特殊类型,其对地震动的影响仍在持续研究当中。建立二维梯形沉积盆地模型,模型边界采用透射人工边界,利用显式有限元法作为求解方法。根据Buckingham提出的π定理定义了多个影响盆地效应的无量纲参数,包括盆地深宽比、介质波速比、盆地深度与入射波长之比、盆地开口宽度与入射波长之比。以Ricker子波作为输入波,研究SH波垂直入射盆地模型时,以上无量纲参数对盆地放大效应的影响。研究发现盆地深宽比越大盆地诱发的聚焦效应越明显,盆地深宽比越小盆地边缘效应越明显。在盆地的深宽比和入射波确定时,随着盆地开口宽度与入射波长之比不断增大盆地的最值放大系数逐渐从盆地中心移向盆地边缘,表现出越来越明显的边缘放大效应。其中波速比差异对放大系数的影响最大,波速比差异越大介质的波阻抗比越大,放大效应越显著。通过将影响盆地放大效应的参数无量纲化,使梯形盆地对地震动放大效应的研究的结论更具有普遍意义。 展开更多

关键词 盆地效应 π定理 有限元法 放大系数 无量纲参数

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量纲理论与量纲分析法的教学方案的探讨 被引量：3

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作者 魏环 许贺菊 《物理与工程》 2019年第3期19-25,28,共8页

本文基于在大学物理教学中加强科学思维与科学方法教育的教学理念,针对目前在物理教学中仍被忽视的量纲分析法,由物理量的量纲和基本单位制等基本概念出发,依次介绍了量纲和谐原理、瑞利分析法及其优缺点、无量纲量的构造及∏定理的基... 本文基于在大学物理教学中加强科学思维与科学方法教育的教学理念,针对目前在物理教学中仍被忽视的量纲分析法,由物理量的量纲和基本单位制等基本概念出发,依次介绍了量纲和谐原理、瑞利分析法及其优缺点、无量纲量的构造及∏定理的基本意义、工程技术中模型与原型之间的相似模拟的理论依据。同时,基于量纲分析理论重要的教育教学价值,作者提出了“完整且有深度的介绍量纲理论”的教学目标,并通过3个典型例题阐述了关于量纲理论与量纲分析的三层次教学方案。 展开更多

关键词 大学物理教学 量纲和谐原理 量纲分析 Π定理 物理相似性原理

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以量纲分析重新发现普朗克公式 被引量：2

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作者 邓崇林 《物理与工程》 2019年第3期8-18,共11页

本研究以量纲分析手法,完全独立于普朗克研究黑体辐射的物理图像,更不用普朗克常数,就能推导出黑体辐射公式,展现量纲分析的工具优势。过程会辅以一个扩充基本量、二项特征假设、三处属性拟合、四条辐射方程、五道抉择关卡,从经典物理... 本研究以量纲分析手法,完全独立于普朗克研究黑体辐射的物理图像,更不用普朗克常数,就能推导出黑体辐射公式,展现量纲分析的工具优势。过程会辅以一个扩充基本量、二项特征假设、三处属性拟合、四条辐射方程、五道抉择关卡,从经典物理范畴开始,考量能量量纲在时空作用下诱导出必要的物理基本常数,接着采用Π定理算出两个无量纲量并建立其Π函数关系式,然后运用自创的属性拟合法,辐射公式的形式就自动浮显出来,最后导出黑体辐射公式,并证明与普朗克公式等价。 展开更多

关键词 量纲分析 Π定理 黑体辐射 斯特藩玻尔兹曼定律 维恩位移定律 瑞利金斯分布律 维恩分布律 普朗克公式

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