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气泡动力学研究进展 被引量:2
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作者 张阿漫 李世民 +1 位作者 李帅 刘云龙 《力学学报》 北大核心 2025年第1期1-16,共16页
只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也... 只要有流体的地方,就可能会产生气泡,气泡是气体在液体中一种常见的呈现形式,在自然界和工程界中广泛存在,在船舶与海洋、先进制造、环境与化工、生命科学和医学等许多领域均有重要应用价值,同时,在水中结构抗爆和空蚀等很多领域气泡也是导致危害产生的根源,因此,气泡动力学是诸多领域共同关心的基础科学问题.然而,由于气泡动力学行为的复杂性,涉及边界、多气泡、流场环境、流体可压缩性、黏性和表面张力等多物理因素和环境条件的显著影响,迄今为止,仍存在复杂条件下气泡动力学理论、气泡群相互作用、气液固耦合效应和气泡损伤及防护机制等难题亟待解决.为此,从气泡动力学的基本物理现象入手,深入剖析了该领域所面临的挑战,给出了存在的力学难题,综述了气泡动力学理论、数值和实验技术的研究进展与最新动态,通过对现有研究成果的系统梳理和详细分析,最后总结了气泡动力学领域未来发展趋势,并提出了潜在的研究方向和课题,旨在为气泡动力学相关研究提供基础和依据. 展开更多
关键词 气泡动力学 理论研究 数值模拟 实验技术
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真空自耗电弧熔炼铸锭凝固行为多尺度模拟研究进展 被引量:3
2
作者 李俊杰 李盼悦 +4 位作者 黄立清 郭杰 吴京洋 樊凯 王锦程 《金属学报》 北大核心 2025年第1期12-28,共17页
真空自耗电弧熔炼(VAR)是当前钛合金、镍基高温合金等材料高致密、高均匀、无缺陷大型铸锭的主要熔炼技术。数值模拟已成为理解VAR过程中多种尺度物理现象及指导VAR工艺参数优化的重要手段。本文系统梳理了近20多年来国内外在VAR铸锭凝... 真空自耗电弧熔炼(VAR)是当前钛合金、镍基高温合金等材料高致密、高均匀、无缺陷大型铸锭的主要熔炼技术。数值模拟已成为理解VAR过程中多种尺度物理现象及指导VAR工艺参数优化的重要手段。本文系统梳理了近20多年来国内外在VAR铸锭凝固数值仿真模型、宏观传输行为、介/微观组织形貌与缺陷演化以及工艺参数对铸锭质量影响4个方面的模拟研究进展,并对本领域存在的不足及未来的发展进行了分析展望。 展开更多
关键词 真空自耗电弧熔炼 凝固 数值模拟 宏观偏析 微观组织
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铆钉裂纹对自冲铆接力学性能影响的仿真与试验研究 被引量:2
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作者 成艾国 王超 +1 位作者 于万元 何智成 《中国机械工程》 北大核心 2025年第2期197-208,共12页
通过有限元模型模拟了自冲铆接在连接高强度钢时产生的铆钉裂纹,并系统研究了铆钉的裂纹深度、位置和数量对钢铝自冲铆接接头力学性能的影响。首先使用LS-DYNA软件建立了2D轴对称仿真模型来模拟自冲铆接工艺过程,并通过对比试验和仿真... 通过有限元模型模拟了自冲铆接在连接高强度钢时产生的铆钉裂纹,并系统研究了铆钉的裂纹深度、位置和数量对钢铝自冲铆接接头力学性能的影响。首先使用LS-DYNA软件建立了2D轴对称仿真模型来模拟自冲铆接工艺过程,并通过对比试验和仿真的接头剖面验证了仿真模型的准确性。然后采用一种2D-3D有限元模型生成方法建立了模拟接头力学特性的3D仿真接头模型,并使用LS-OPT软件对铆钉断裂参数进行了标定。所建立的接头模型能够准确地模拟自冲铆接接头的力学特性。参数研究的结果表明:接头的力学性能随着裂纹深度的增大而下降,且随着外部裂纹位置的向下移动而逐渐增强,但内部裂纹的影响不大;当铆钉存在多个裂纹时,接头力学性能取决于最弱的裂纹,与裂纹数量无关。 展开更多
关键词 自冲铆接 裂纹 仿真模型 力学性能
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巨厚砂岩下采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律研究 被引量:3
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作者 谭毅 张少普 +5 位作者 何满潮 郭文兵 丁国利 王宇 程浩 李辉 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第1期70-85,共16页
采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生... 采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生-发育演化-局部压实-周期扩展-大部压实”动态演化规律,采动裂隙网络场发育、扩展、穿透演化分形特征;(2)阐明了采动覆岩失稳破断、运移与微震事件局部“高频次-大能量”集中区时空演化规律,“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现周期分布,同工作面周期来压特征相吻合,微震事件集中区发生位置普遍超前工作面80~120 m;(3)数值模拟采动覆岩裂隙演化高度与微震监测所得结果基本一致;(4)倾向高位岩层微震事件“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现两端高、中间低“类马鞍形”分布,走向高位岩层微震事件能量集中区呈现“椭球状”分布,数量集中区呈现“条带状”分布。 展开更多
关键词 微震监测 数值模拟 采动覆岩 裂隙场演化 分形特征
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超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工交界面温度场研究——以北京东六环改造工程冻结联络通道为例 被引量:3
5
作者 李明 王磊 +3 位作者 崔灏 陈红蕾 孙长松 杨哲 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期352-360,共9页
为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管... 为研究超大直径盾构隧道联络通道冻结法施工中的交界面温度场,以及冻结管非循环段长度等因素对土体与管片交界面冻结壁厚度的影响,以北京东六环超大直径盾构隧道盾构段联络通道冻结施工为背景,采用现场实测和数值模拟的方法,对土体与管片交界面温度场及交界面冻结壁厚度等进行分析。结果表明:1)冻结过程中冻结管前部的非循环段长度会显著影响交界面处的冻结效果,交界面冻结壁厚度随非循环段长度增加而减小;在北京东六环工况下,冻结管间距为1 m时,非循环段长度达到450 mm冻结壁无法在56 d内闭合。2)单排管叠加冻结能显著提高交界面的冻结壁厚度及冻结管容许最大非循环段长度,而等管距的环形单圈冻结同直线单排管冻结无明显差距。3)冻结交界面为弧形时,交界面冻结壁厚度较管片为平面时有显著增加;非循环段长度为300 mm时,上壁厚度比平面管片增加了15%,下壁和侧壁则增加了35%,可以认为管片弧度对交界面冻结有利。4)冻结壁与隧道管片交界面是冻结壁的薄弱位置,在冻结施工中应尽量减小非循环段长度,并重点关注交界面处的温度变化,积极冻结及开挖过程中应对交界面位置做好保温,防止施工过程中交界面位置化冻引起地下水击穿冻结壁,造成涌水涌砂事故。 展开更多
关键词 冻结法 超大直径盾构隧道 界面温度场 联络通道 数值模拟
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熔模铸造车用IN713C合金涡轮件热裂数值模拟及分析 被引量:2
6
作者 贾志宏 肖家乐 +3 位作者 张泽坤 李金华 赵玉涛 梁向锋 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第4期631-635,共5页
对车用IN713C涡轮的熔模铸造过程进行了模拟,通过对涡轮结构、凝固顺序和应力分布的分析预测了涡轮的热裂倾向,并对不同浇注工艺参数对热裂倾向性影响进行了分析。结果表明,热裂缺陷集中在涡轮叶边缘处,模拟结果与实际浇注试样一致;叶... 对车用IN713C涡轮的熔模铸造过程进行了模拟,通过对涡轮结构、凝固顺序和应力分布的分析预测了涡轮的热裂倾向,并对不同浇注工艺参数对热裂倾向性影响进行了分析。结果表明,热裂缺陷集中在涡轮叶边缘处,模拟结果与实际浇注试样一致;叶片边缘处热裂倾向性随型壳温度提高而降低,随浇注温度提高而先增大后降低。 展开更多
关键词 增压涡轮 IN713C合金 热裂 熔模铸造 数值模拟
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短切玻璃纤维复合材料有限元模拟及其随机分布快速生成算法 被引量:6
7
作者 喻九阳 张天义 +2 位作者 刘博文 马琳伟 杨培炎 《塑料科技》 北大核心 2025年第3期121-128,共8页
复合材料的剪切、横向力学性能以及耐久性在很大程度上取决于纤维与基体的界面强度。复合材料界面强度通常依赖纤维和树脂基体的大小、形状、性质和空间分布。文章提出一种适用于复合材料的数值模拟计算方法,选择短切玻璃纤维复合材料... 复合材料的剪切、横向力学性能以及耐久性在很大程度上取决于纤维与基体的界面强度。复合材料界面强度通常依赖纤维和树脂基体的大小、形状、性质和空间分布。文章提出一种适用于复合材料的数值模拟计算方法,选择短切玻璃纤维复合材料为研究对象进行有限元模拟计算,对纤维的随机分布提供一种快速生成算法,分析短切玻璃纤维长度对片状模塑料力学性能的影响。结果表明,短切玻璃纤维片状模塑料弹性模量随纤维长度的增大出现先增大后变缓的趋势,通过比较随机结构和规则结构说明计算方法合理性,纤维分布的随机性对复合材料宏观弹性常数的影响较小。 展开更多
关键词 短切纤维增强 随机分布模型 数值模拟 纤维长度 弹性常数
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采动影响下临空巷道小煤柱失稳特征与调控方法 被引量:2
8
作者 来兴平 徐李臻 +3 位作者 曹建涛 单鹏飞 张帅 许慧聪 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期39-53,共15页
西部煤炭基地是我国能源安全保障的核心“压舱石”,为提高资源采出率小煤柱临空巷道广泛应用,小煤柱临空巷道稳定性问题凸显。论文以国家能源集团麦垛山煤矿某工作面临空巷道为研究对象,构建小煤柱临空巷道力学模型,量化小煤柱临空侧顶... 西部煤炭基地是我国能源安全保障的核心“压舱石”,为提高资源采出率小煤柱临空巷道广泛应用,小煤柱临空巷道稳定性问题凸显。论文以国家能源集团麦垛山煤矿某工作面临空巷道为研究对象,构建小煤柱临空巷道力学模型,量化小煤柱临空侧顶板围岩下沉量与小煤柱支撑力关联性,探究围岩调控机制;采用朴素贝叶斯模型建立煤柱稳定性辨识模型,分别判断调控前后煤柱稳定性;通过精细化三维数值计算,研究临空巷道小煤柱围岩调控效果,并开展现场实施验证。结果表明:通过构建4种不同断裂线位置覆岩结构,推导得到了临空巷道直接顶最大下沉量与小煤柱支撑强度之间存在负相关。说明可通过提高小煤柱强度进而控制直接顶下沉,改善巷道围岩失稳问题;基于朴素贝叶斯及11项围岩参数建立煤柱稳定性辨识模型,准确率Ac达到0.9537,满足辨识要求。并对原煤柱和改性调控后煤柱进行辨识,从算法角度证明了调控方案的可行性;通过FLAC3D数值模拟围岩改性协同调控方案前后对比,煤柱应力提升了57.6%,变形量最低减少了22.8%;支护体应力降低,最大位移量减少了31.2%。两帮应力差值减小,巷道围岩应力分布更加平衡;方案现场实施得到煤柱应力最大提高至2.325倍,且应力波动较稳定,顶板、两帮变形量减少超80%。验证了围岩改性协同调控方案对小煤柱临空巷道变形破坏防治的可行性,保证了巷道围岩稳定性。研究结果为西部矿区临空巷道小煤柱科学设计提供基础支撑,为实现西部矿区强采动小煤柱临空巷道失稳防治提供借鉴。 展开更多
关键词 小煤柱 临空巷道 注浆加固 改性调控 数值模拟
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盾构下穿施工既有隧道变形机理数值模拟研究 被引量:1
9
作者 路德春 宋涛 +2 位作者 林庆涛 孟旭 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期485-500,共16页
盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工... 盾构施工下穿既有运营隧道,易导致既有线路变形过大,给地铁列车运营安全带来安全隐患。考虑盾构机与土体相互作用、衬砌‑注浆层‑土体相互作用,以及同步注浆硬化过程和压力消散等关键因素,发展了盾构施工全过程数值模拟方法。结合实际工程建立盾构下穿既有隧道三维有限元数值模型,获得了盾构下穿过程中既有隧道结构变形、内力响应、围岩压力,及其周围地层应力的发展变化规律,揭示了既有隧道的变形机理。结果表明:既有隧道在纵向上发生挠曲和扭转变形,挠曲变形呈现为中部沉降两端隆起的“V”形变形,断面扭转变形呈中间大两端小的分布形式,且随盾构掘进先逆时针扭转后顺时针扭转;对于隧道横断面,在x=-0.8D~0.8D隧道断面呈现侧向压扁、竖向伸长的变形模式,在x=±0.8D之外隧道断面呈现侧向伸长、竖向压扁的变形模式,x=-0.8D~0.8D隧道断面变形由盾构开挖引起的土体卸载引起,x=±0.8D之外的隧道断面变形由中间区域隧道断面扭转和沉降变形的传递导致。 展开更多
关键词 盾构 下穿施工 既有隧道 变形机理 数值模拟
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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟 被引量:1
10
作者 李良超 赵国柱 +2 位作者 马国鹭 张磊 徐斌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期147-154,162,共9页
对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比验证模型准确性.结果表明,振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮分别经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅均可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅会使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小. 展开更多
关键词 振动混合器 上浮颗粒 固液悬浮 两相流动 数值模拟
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水平井网地浸采铀溶浸范围井储耦合和粒子示踪模拟 被引量:1
11
作者 杨蕴 左海啸 +5 位作者 李召坤 张宇 常勇 祝晓彬 吴剑锋 吴吉春 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期503-512,共10页
为探索水平井技术在我国砂岩型铀矿地浸采铀领域的可行性,解析水平井网地浸采铀水动力过程和定量刻画溶浸范围是科学评判的基础和前提。水平井网地浸模式下地下水动力过程涉及井筒流与储层达西流的耦合(井储耦合),通过研发井储耦合数值... 为探索水平井技术在我国砂岩型铀矿地浸采铀领域的可行性,解析水平井网地浸采铀水动力过程和定量刻画溶浸范围是科学评判的基础和前提。水平井网地浸模式下地下水动力过程涉及井筒流与储层达西流的耦合(井储耦合),通过研发井储耦合数值模拟技术,构建水平井网地浸采铀地下水动力学模型,开发基于MODPATH粒子示踪模拟和Alpha-shape算法的溶浸范围自动提取技术,基于理想模型和实际场地模型的应用验证,实现地浸开采过程中溶浸液流动状态和溶浸范围的模拟刻画。研究结果表明:相比于传统的MODFLOW模型,井储耦合模型可刻画水平井注液过程中井储交互流量及变化,且交互流量值与储层渗透系数K值变化呈正相关;在井储耦合渗流模拟的基础上,可自动提取模拟时段内被抽液井有效捕捉的粒子迹线所包络的范围,识别抽液井不同捕获流量贡献率对应的溶浸范围,95%流量贡献率对应的溶浸范围为100%流量贡献率对应范围体积的40%,表明溶浸液从水平井注入储层至浸出液被竖井抽出,地浸开采前期流量交互主要集中于溶浸范围内部,而外部迹线的流速低,对抽液流量的贡献率低且浸出率低。 展开更多
关键词 地浸采铀 水平井网 水动力 溶浸范围 数值模拟
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富水砂层深基坑桩锚支护参数对邻近城市道路的影响 被引量:3
12
作者 杨晓华 张天阳 王志丰 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期157-166,共10页
为了减小基坑开挖对邻近城市道路的影响,提高支护结构的安全性,避免过大的安全冗余,以实际工程为背景,采用FLAC3D软件建立桩-土-道路荷载共同作用的数值模型,通过与现场监测数据对比验证了模型的准确性,在此基础上分析了围护桩桩径、嵌... 为了减小基坑开挖对邻近城市道路的影响,提高支护结构的安全性,避免过大的安全冗余,以实际工程为背景,采用FLAC3D软件建立桩-土-道路荷载共同作用的数值模型,通过与现场监测数据对比验证了模型的准确性,在此基础上分析了围护桩桩径、嵌固深度、锚索锚固段长度及预应力参数变化对围护结构及邻近道路变形特性的影响。结果表明:原支护桩参数相对保守,在满足基坑稳定性要求的前提下,桩径0.8 m、嵌固深度7.5 m仍能满足道路沉降控制值要求;提升桩径和嵌固深度能有效抑制围护结构及道路变形,当嵌固深度提升至8.5 m后对基坑变形的控制效果提升不明显;该场地条件下锚索的临界锚固段长度约为12 m,锚固段长度提升对基坑外5~30 m道路范围内的沉降控制效果显著;在围护桩桩径0.8 m、嵌固深度7.5 m的条件下,预应力值在150~250 kN范围内每提升50 kN,各锚固段长度下桩体深层水平位移减小率均在同一水平(约10%);各工况下邻近道路最大沉降点出现位置与桩锚参数有关,随着围护结构变形引起的道路沉降占比逐渐减小和道路荷载引起的道路沉降占比逐渐增大,道路最大沉降发生位置有从道路邻近基坑侧边缘向道路中心移动的趋势;研究成果可以为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 基坑 桩锚支护 邻近道路 优化分析 数值模拟
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调蓄池水力自清系统放空冲洗特性 被引量:2
13
作者 张睿 何琪 +4 位作者 徐旭 冯建刚 徐辉 张欣 施烨锋 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期47-53,77,共8页
基于计算流体动力学(CFD)方法,对调蓄池水力自清系统放空冲洗过程开展了数值模拟研究,分析了闸门开启时长和储水室水位高度变化对放空冲洗水流流动特性及调蓄池底部沉积物冲洗效果的影响规律,并构建了冲刷率与储水高度的非线性回归拟合... 基于计算流体动力学(CFD)方法,对调蓄池水力自清系统放空冲洗过程开展了数值模拟研究,分析了闸门开启时长和储水室水位高度变化对放空冲洗水流流动特性及调蓄池底部沉积物冲洗效果的影响规律,并构建了冲刷率与储水高度的非线性回归拟合公式。结果表明:放空冲洗的水流最大平均流速随闸门开启时长增加而减小、随储水高度增加而增大,放空冲洗水流的速度衰减主要发生在廊道前半段,放空冲洗后的廊道沉积物冲刷形态呈U形分布;放空冲洗的冲刷率随闸门开启时长增加而减小,在1.5 m储水高度下,当闸门开启时长由10 s增加至20 s时,冲刷率由46.27%减小为35.23%;放空冲洗的冲刷率随储水高度增加而增大,在闸门开启时长10s下,当储水高度由0.5m增加至2m时,冲刷率由4.83%增大到58.67%。 展开更多
关键词 调蓄池 水力自清系统 放空冲洗 冲刷率 数值模拟
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液态锂在棒束通道中流动换热数值模拟研究 被引量:1
14
作者 刘硕 李文姝 +3 位作者 金钊 王成龙 张大林 秋穗正 《核技术》 北大核心 2025年第7期241-250,共10页
液态金属锂具有低密度、高热导率的优势,适用于太空环境下对堆芯进行冷却。本文以空间锂冷快堆的棒束通道为研究对象,利用数值模拟的方法分析液态金属锂在棒束通道内的流动换热特性。将努塞尔数(Nu)、压降作为关键参量,分析贝克莱数(Pe... 液态金属锂具有低密度、高热导率的优势,适用于太空环境下对堆芯进行冷却。本文以空间锂冷快堆的棒束通道为研究对象,利用数值模拟的方法分析液态金属锂在棒束通道内的流动换热特性。将努塞尔数(Nu)、压降作为关键参量,分析贝克莱数(Pe)和热流密度对液态锂的换热性能与压降影响。数值模拟结果表明:随着Pe逐渐增大,液态锂的换热性能逐渐增强,但同时流动过程中的压降也随之增大;热流密度的大小对液态锂的流动换热性能影响较小。该研究可为空间锂冷快堆的堆芯设计与安全分析提供参考。 展开更多
关键词 液态锂 棒束通道 流动换热 数值模拟 空间堆
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钢筋混凝土立柱钻孔爆破破坏过程数值分析与试验研究 被引量:1
15
作者 黄小武 谢先启 +3 位作者 贾永胜 刘昌邦 姚颖康 伍岳 《爆破》 北大核心 2025年第2期1-12,共12页
在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋... 在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋多、强度高等特征,对爆破参数设计和飞石防护提出了巨大的挑战。采用粒子爆破法耦合有限元算法(PBM-FEM),通过粒子的高速运动碰撞模拟爆炸冲击荷载和爆生气体逸出炮孔的过程;通过1∶1原尺寸物理模型爆破试验,采用工业电子雷管真实还原了高层楼房承重构件爆破拆除过程,揭示了钢筋混凝土立柱的钻孔爆破破坏过程及其爆破破坏失效机理。研究结果表明:因炮孔侧堵塞材料的约束作用有限,爆生气体会从孔口逸出,降低了炸药能量的利用率。立柱表面混凝土的剥落情况严重程度依次为:左、右两侧>前侧>后侧,最小抵抗线的方向是诱导混凝土发生破坏和抛掷的主要方向。 展开更多
关键词 爆破拆除 钢筋混凝土 钻孔爆破 破坏失效 数值模拟
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极端暴雨条件下城市内涝模拟研究进展与展望 被引量:2
16
作者 周添红 唐佐槐 +3 位作者 褚俊英 周祖昊 李孟泽 唐明 《人民长江》 北大核心 2025年第5期14-22,30,共10页
在全球气候变化和城市化的背景下,极端暴雨事件频发,城市内涝问题日益严峻,威胁城市安全。为减轻内涝威胁和提高极端暴雨事件的应急管理水平,借助模拟手段分析极端暴雨条件下城市内涝过程已成为重要研究趋势。在极端暴雨基本特征分析的... 在全球气候变化和城市化的背景下,极端暴雨事件频发,城市内涝问题日益严峻,威胁城市安全。为减轻内涝威胁和提高极端暴雨事件的应急管理水平,借助模拟手段分析极端暴雨条件下城市内涝过程已成为重要研究趋势。在极端暴雨基本特征分析的基础上,识别了城市内涝积水的主要影响因素;系统总结了极端暴雨条件下城市内涝模拟的两大主流方法,即机理驱动模型和数据驱动模型,前者物理过程明确,但计算用时长,后者计算效率满足快速模拟预测的要求,但缺乏物理机理。在此基础上,从城市内涝模拟结果的多指标动态分析、模拟精度和效率的提升、城市尺度模型与流域尺度模型的深度融合、机理模型和数值天气预报的动态结合、机理驱动模拟和数据驱动模拟的实时耦合5个方面展望了极端暴雨条件下城市内涝模拟的未来发展趋势。研究成果可为极端暴雨条件下城市内涝过程识别与管理提供借鉴。 展开更多
关键词 极端暴雨 城市内涝模拟 数据驱动模型 机理驱动模型
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叶片厚度对离心泵空化性能影响的研究 被引量:1
17
作者 张鹏飞 冯峰 金斌斌 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第1期68-76,共9页
为明确叶片厚度对离心泵空化性能的影响规律,该文采用数值模拟方法研究了5种叶片厚度下额定流量和小流量工况下的泵内空化流动,并通过分析叶轮内空泡体积、压力分布和流场,总结了叶片厚度对泵空化特性的影响规律。结果表明:额定流量工况... 为明确叶片厚度对离心泵空化性能的影响规律,该文采用数值模拟方法研究了5种叶片厚度下额定流量和小流量工况下的泵内空化流动,并通过分析叶轮内空泡体积、压力分布和流场,总结了叶片厚度对泵空化特性的影响规律。结果表明:额定流量工况下,叶片厚度减小,过流面积增大,流速降低,静压升高,泵内空化现象减弱;叶片厚度由13 mm减小到5 mm时,临界空化点由2.03 m减小到1.85 m;小流量工况下,随着叶片厚度减小,吸力面流动分离在进口处提前发生,叶轮内低压区域增大,泵内空化加强;叶片厚度由13 mm减小到5 mm时,临界空化点由0.67 m增加到0.71 m,此时叶轮各流道空泡和压力分布不均,易产生较大径向力。 展开更多
关键词 离心泵 空化 数值模拟 叶片厚度
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应力-渗流-溶蚀耦合作用下三维岩石裂隙渗透特性数值计算研究 被引量:2
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作者 申林方 吕倩文 +3 位作者 刘文连 张家明 杨鸿忠 李泽 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期428-437,共10页
基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程,建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型,并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表... 基于格子Boltzmann方法采用双分布函数分别模拟渗流速度场与溶质浓度场的演化过程,建立了三维岩石裂隙应力-渗流-溶蚀耦合作用机制的数值计算模型,并讨论了渗流流速、法向应力、溶蚀反应速率等因素对裂隙渗透特性演化规律的影响。结果表明:在渗流流速较低时,壁面溶蚀出来的离子得不到及时输运,使得出口处浓度较高溶蚀速度慢,裂隙结构呈“喇叭口”状。增大法向应力会减小裂隙开度,减慢溶质的运移速率,使得裂隙出口处的溶蚀速率显著降低,从而限制了其渗透率的发展。当壁面溶蚀反应速率较小时,裂隙渗透率呈持续缓慢增长的状态;随着溶蚀反应速率增加,出口处的溶蚀量会明显小于入口处,导致出口处壁面发生显著溶蚀之前,裂隙渗透率发展缓慢,此后渗透率便呈急速突变增长趋势。研究成果能够为酸蚀作用下岩石裂隙渗透能力的定量评价提供重要理论支撑。 展开更多
关键词 岩石裂隙 应力-渗流-溶蚀耦合 渗透特性 格子BOLTZMANN方法 数值计算
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深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律研究 被引量:2
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作者 陈立伟 王东杰 边乐 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期18-28,共11页
目的为了研究深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律,方法以余吾煤矿的3号煤层S5207回风巷为工程背景,首先建立水力压裂力学模型,分析最大周向拉应变准则和裂纹扩展准则,其次通过三维数值模拟,分析水力压裂裂纹扩展影响因子D和地应力对... 目的为了研究深部强矿压工作面水力压裂裂纹扩展规律,方法以余吾煤矿的3号煤层S5207回风巷为工程背景,首先建立水力压裂力学模型,分析最大周向拉应变准则和裂纹扩展准则,其次通过三维数值模拟,分析水力压裂裂纹扩展影响因子D和地应力对水力压裂裂纹扩展规律的影响,并根据现场情况设计水力压裂试验方案,实施水力压裂增透技术,分析现场施工效果。结果结果表明:预制裂纹沿着与原裂纹呈一定角度开裂并向外延伸,其扩展方向最终与最小主应力方向垂直;随着D增大,裂纹与原裂纹的夹角越来越小,当D较大时,裂纹呈现自相似的扩展状态;不同应力场下,裂纹扩展轨迹主要取决于主应力方向,最终与最小主应力方向垂直,水力裂缝为垂直缝,且在裂纹尖端有应力集中现象;现场监测发现,裂纹扩展符合最大周向拉应变准则,裂纹尖端沿着环向拉应变最大的地方扩展,环向拉应变达到最大时裂纹开始扩展,压裂过程中出现了较大环向裂隙,裂纹沿垂直于最小主应力方向延伸,与S5207回风巷的最大水平主应力方向大致相同,与数值模拟结果接近。结论研究结果可为深部强矿压工作面水力压裂提供参考和依据。 展开更多
关键词 水力压裂 裂纹扩展 强矿压 深部岩体 数值模拟 回风巷
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梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟 被引量:1
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作者 王建中 孙万光 +1 位作者 李晓军 张蓉 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期7-13,共7页
与单一水库相比,梯级水库连溃灾害影响更大、致灾因素更加复杂,然而梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟仍面临较大困难。提出了梯级水库连溃过程数值模拟方法:采用DLBreach模拟溃坝洪水过程,采用天然河道一维水动力高精度数值模拟方法模拟... 与单一水库相比,梯级水库连溃灾害影响更大、致灾因素更加复杂,然而梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟仍面临较大困难。提出了梯级水库连溃过程数值模拟方法:采用DLBreach模拟溃坝洪水过程,采用天然河道一维水动力高精度数值模拟方法模拟溃坝洪水演进过程,基于C#语言开发了梯级水库连溃数值模拟程序,采用文本交互数据方式将溃坝模型和洪水演进模型连接。实例研究表明:DLBreach模型模拟射月沟水库溃坝洪水洪峰与实测值相对误差仅为1.8%,峰现时间仅相差1.2min,模拟精度较高;溃坝洪水演进方面,方法与HEC-RAS(FVM)模拟洪峰流量相对误差仅为1%,洪水演进过程接近,表明该方法适用于天然河道溃坝洪水演进模拟。本文方法计算精度、计算效率均较高,实现了梯级水库心墙坝连溃快速、高精度数值模拟,为突发洪水事件及其后果的快速预报、预警和应急响应创造有利条件。 展开更多
关键词 梯级水库 心墙坝 连溃 数值模拟 DLBreach
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