检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：庄灵光重庆交通大学

学位级别：硕士

三峡水库的运行改变了出库的水沙条件,下游弯曲河道输沙与冲淤的相对平衡状态被打破,在严重次饱和含沙水流作用下,主河槽及深泓向凸岸侧移动,部分弯曲河道下段凸岸侧高滩持续崩退。通过实测资料收集、原型观测资料分析、数值模拟等手段... 详细信息

三峡水库的运行改变了出库的水沙条件,下游弯曲河道输沙与冲淤的相对平衡状态被打破,在严重次饱和含沙水流作用下,主河槽及深泓向凸岸侧移动,部分弯曲河道下段凸岸侧高滩持续崩退。通过实测资料收集、原型观测资料分析、数值模拟等手段,对研究河段河道演变特性及水沙运动特性进行了分析,对本河段河床演变对水沙变化的响应机理进行了研究,主要研究内容及成果概述如下:1.长江中游调关莱家铺弯曲河段的河道演变特征分析收集了本河段在三峡水库运行前后的河道水流与泥沙特性,分析在三峡水库运用后径流过程及输沙过程变化特点,根据实测资料分析水流动力轴线及含沙量分布沿程变化以及推移质输移特性,认为中水历时的增加导致主流流经凸岸的时间增长,以及上游来流的含沙量大幅度减小是导致凸岸冲刷的原因。2.调关莱家铺弯曲河道演变数学模型的建立在资料收集的基础上,建立了调关莱家铺弯曲河道的二维水沙数学模型,进行了水动力验证,计算得出的流速分布及水位与实测数据吻合较好,经后报检验验证能够较好模拟本河段冲淤趋势。3.水沙运动特性及河床演变对水沙变化的响应机理研究通过水动力数值模拟对比不同流量下各断面水流动力轴线的摆动幅度,认为水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,河道曲率的大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应。水沙数值模拟表明三峡运用后弯曲河道出现凸冲凹淤的现象是水沙共同作用的结果,选用了不同水沙因子计算对河道演变的相对贡献率,认为三峡水库出库泥沙的大幅减少是导致凸冲凹淤的关键因素。4.水沙条件变化情况下调关莱家铺弯曲河道的河床演变趋势预测对未来十年的冲淤演变情况进行了数值模拟,结果表明本河段在未来十年内总体将保持冲刷趋势,考虑由于三峡水库的作用,来沙量减少在未来很长一段时间内终将持续,受来水来沙条件改变的影响,调关弯道进口段凸岸边滩以及莱家铺弯顶附近凸岸边滩将在很长一段时间内持续受到冲刷。

关键词：河道演变弯曲河道二维数值模拟水沙变化

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碳纳米管/氧化铈纳米添加物对混合燃油液滴蒸发特性的影响试验与仿真研究

碳纳米管/氧化铈纳米添加物对混合燃油液滴蒸发特性的影响试验与...

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作者：戴明露江苏科技大学

学位级别：硕士

我国石油、天然气资源十分匮乏,约70%的石油依靠进口。能源短缺与HC、PM、CO和NOx等有害物排放导致的环境污染是目前急需解决的两大难题。生物柴油是一种绿色可再生能源,将其与柴油混合制备的混合燃油与柴油理化特性相似,但是能量密度... 详细信息

我国石油、天然气资源十分匮乏,约70%的石油依靠进口。能源短缺与HC、PM、CO和NOx等有害物排放导致的环境污染是目前急需解决的两大难题。生物柴油是一种绿色可再生能源,将其与柴油混合制备的混合燃油与柴油理化特性相似,但是能量密度偏低成为制约其发展的主要因素。在混合燃油内掺混纳米添加物能够提高燃油能量密度且减少部分污染物的排放,但是纳米添加物对混合燃油液滴蒸发特性的影响规律以及蒸发机理尚不明晰。针对这些问题,本文开展了以下研究:首先,改进了单液滴蒸发试验台,设计并应用了液滴保护装置,确保燃油液滴在1273 K的环境温度下到达观察窗时周围温度不超过413K。将20%麻疯树生物柴油与80%柴油混合制备了基础燃油,并用超声波震荡加高速搅拌将纳米添加物（氧化铈纳米粒子与多壁碳纳米管）与基础燃油混合均匀。同时分析了试验过程存在的不确定度,包括微量注射器汲取液滴量、试验液滴提前蒸发以及数据处理过程中产生的误差等,结果表明试验的液滴直径联合不确定度仅为0.053mm,对试验影响很小。其次,在单液滴蒸发实验台上分别研究了温度环境为673K与873K时,混合燃油和掺混四种不同浓度纳米添加物的纳米混合燃油液滴蒸发特性。当环境温度为673K时,纳米添加物浓度区间在0-200ppm可以促进混合燃油液滴蒸发,而浓度区间在500-1000ppm则抑制混合燃油蒸发;当环境温度为873K时,纳米添加物浓度区间在0-200ppm,浓度越高对蒸发的促进效果越明显,而纳米添加物浓度区间在500-1000ppm,浓度越高对蒸发的促进效果越微弱。可见,纳米粒子的掺混浓度对混合燃油的蒸发促进作用存在临界范围。基于此,本文总结了在低温环境下不会抑制燃油液滴蒸发的最大纳米添加物浓度的临界浓度区间,并阐述了纳米添加物影响对混合燃油液滴蒸发影响的“双效应”机理。在此基础上,以VOF界面捕捉法为基础,建立含有纳米添加物导热源项的燃油液滴蒸发数值模型,在一维液滴蒸发模型的基础上,建立相平衡方程、动量方程以及能量方程。考虑界面斯蒂芬流对气液界面传质的影响,推导单位体积蒸发率以及纳米添加物导热源项,模拟纳米添加物对燃油液滴蒸发的导热效应。最后,在开源CFD软件Open Foam中仿真研究了掺混纳米添加物的燃油液滴蒸发过程。首先验证网格无关性和模型准确性,更进一步,研究了纳米添加物对燃油液滴蒸发特性的影响规律。结果表明纳米添加物能够有效地促进液滴内部传热,提高近场流速,并加快了气液交界面处燃油相变速率。纳米添加物对燃油液滴蒸发的促进作用主要体现在液滴蒸发初始阶段,随着纳米添加物浓度增加,液滴内部温度显著提升。

关键词：生物柴油-柴油混合燃油碳纳米管 CeO2 蒸发特性二维数值模拟

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莱州湾潮余流及粒子运移特征

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海洋开发与管理 2020年第8期37卷 13-18页

作者：姜悦褚忠信刘鑫仓姜瑾斐孙家高中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100

为掌握莱州湾潮余流特征和粒子运移特征,文章采取平面二维数值模拟的方法,计算得到莱州湾的潮流场,并分析潮流结构;在潮流场的基础上,计算和分析欧拉余流场;通过在不同位置释放自由运动的粒子,得到潮流作用下自由运动粒子的运移轨迹。... 详细信息

为掌握莱州湾潮余流特征和粒子运移特征,文章采取平面二维数值模拟的方法,计算得到莱州湾的潮流场,并分析潮流结构;在潮流场的基础上,计算和分析欧拉余流场;通过在不同位置释放自由运动的粒子,得到潮流作用下自由运动粒子的运移轨迹。研究结果表明:莱州湾涨潮时的最大流速约为2.19m/s,落潮时的最大流速约为2.66m/s,且均在湾口处出现最大流速;莱州湾欧拉余流速度较小,且湾口附近较大而湾内较小;莱州湾分布均匀的粒子在自由运移时出现不同程度的聚集,且整体运移趋势是向岸聚集。

关键词：莱州湾二维数值模拟潮流余流粒子运移

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混凝土重力坝裂缝静动力稳定性分析

混凝土重力坝裂缝静动力稳定性分析

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作者：曲芳美大连理工大学

学位级别：硕士

水库大坝是各国防洪、灌溉等方面重要的工程设施,混凝土重力坝在大坝建设中一直属于占比较大的坝型,混凝土结构在运行期间不可避免有裂缝存在,带缝工作的重力坝的安全性直接关系到下游人民的生命安全和财产利益,因此研究裂缝在静载或地... 详细信息

水库大坝是各国防洪、灌溉等方面重要的工程设施,混凝土重力坝在大坝建设中一直属于占比较大的坝型,混凝土结构在运行期间不可避免有裂缝存在,带缝工作的重力坝的安全性直接关系到下游人民的生命安全和财产利益,因此研究裂缝在静载或地震荷载作用下对重力坝的稳定性影响尤为重要。本文采用ANSYS有限元静动力分析方法,对有水平裂缝的混凝土重力坝进行静力承载力和地震响应分析,主要工作和结果如下:(1)选取有初始裂缝的碾压混凝土重力坝,运用ANSYS软件的参数化设计语言(apdl)建立重力坝二维模型,采用以起裂韧度为参数的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展准则,计算中考虑的荷载包括:上游面的静水压力、缝内水压力、坝体自重、断裂过程区(FPZ)粘聚力,分析在不同荷载组合下,上游面水平初始裂缝高度和长度对碾压混凝土重力坝静力承载力的影响。得出库水位-裂缝口张开位移(H-CMOD)曲线、库水位-裂缝口剪切位移(H-CMSD)曲线、裂缝扩展路径、断裂过程区长度等。结果表明,30种计算工况的起裂水位高度均超过坝高;当重力坝荷载工况及初始裂缝高度不变,随着初始缝长的增大,重力坝裂缝起裂时裂缝口张开位移(CMOD)、极限承载力时裂缝口张开位移(CMOD)及裂缝口剪切位移(CMSD)增大,裂缝口剪切位移(CMSD)在坝体极限承载力之前基本不变,而起裂库水位、极限库水位、断裂过程区最大长度减小;当重力坝荷载工况及初始裂缝长度不变,裂缝越高,坝体极限承载力降低;考虑水压力的作用会改变坝体承载力,在大坝裂缝静力稳定性分析中不可忽略,考虑缝内水压力的最大断裂过程区长度变小;重力坝裂缝扩展路径均向下游面或坝基方向扩展。(2)另选有水平初始裂缝的碾压混凝土重力坝进行地震动力分析,针对空库、死水位和正常蓄水位三种工况,计算中考虑的荷载包括:上游面静水压力、动水压力、缝内水压力、坝体自重、断裂过程区(FPZ)粘聚力、地震荷载,分析上游面水平初始裂缝高度和长度对碾压混凝土重力坝抗震性能的影响,得出坝顶水平向及竖向动位移时程曲线、裂缝口张开位移(CMOD)时程曲线、裂缝口剪切位移(CMSD)时程曲线、裂缝扩展路径等。结果表明,地震动对重力坝具有更强的破坏力,空库时满足一定长度的裂缝也会扩展;荷载及裂缝高度相同,水位越高沿着坝上游面水压力作用方向的最大位移越大,但裂缝口张开位移和裂缝口剪切位移最大值变小;坝体裂缝扩展角度平缓。

关键词：混凝土重力坝 Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝二维数值模拟静力分析时程分析

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地铁盾构隧道下穿高铁车站加固保护分析

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低温建筑技术 2020年第5期42卷 130-134,139页

作者：梁飞中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

淮安地铁1号线淮安东站~工作井区间下穿淮安东站,盾构穿越风险大。根据穿越情况,提出了铁路沉降控制标准。在风险控制措施的基础上,建立了盾构下穿淮安东站的二维有限元分析模型,对比分析了不同加固工况下车站股道及站台结构的变形规律... 详细信息

淮安地铁1号线淮安东站~工作井区间下穿淮安东站,盾构穿越风险大。根据穿越情况,提出了铁路沉降控制标准。在风险控制措施的基础上,建立了盾构下穿淮安东站的二维有限元分析模型,对比分析了不同加固工况下车站股道及站台结构的变形规律。研究得到区间下穿车站风险大,在盾构施工控制外,需要辅助以保护措施;通过二维数值计算,加固后车站位移满足控制标准,下穿处于安全状态。研究结论可为类似工程提供一定的借鉴与参考。

关键词：盾构隧道下穿高铁站台加固二维数值模拟

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平板型微通道内氢气/空气预混燃烧的数值模拟研究

平板型微通道内氢气/空气预混燃烧的数值模拟研究

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作者：赵亮华中科技大学

学位级别：硕士

目前,微机电系统(MEMS)大多使用化学电池作为动力,但是化学电池具有能量密度低的缺点。因此,将燃料中蕴含的高能量密度的化学能通过燃烧转变为电能的微能源动力系统引起人们的广泛关注,取得了很大的研究进展。平板型微通道是微小型燃烧... 详细信息

目前,微机电系统(MEMS)大多使用化学电池作为动力,但是化学电池具有能量密度低的缺点。因此,将燃料中蕴含的高能量密度的化学能通过燃烧转变为电能的微能源动力系统引起人们的广泛关注,取得了很大的研究进展。平板型微通道是微小型燃烧器经常采用的结构,氢气是最常用的燃料。在微通道燃烧器的基础研究和优化设计中,数值模拟是一种常用的研究方法。本文针对平板型微通道燃烧器研究中存在的不足之处,通过数值模拟研究了以下三个问题:(1)应用二维模型存在的误差与修正方法;(2)壁面厚度和材料对火焰发生倾斜的临界速度的影响;(3)上、下游壁面分别采用两种不同热导率的材料来提高火焰稳定性。通过对矩形截面微通道燃烧器的三维和二维数值模拟结果的比较,发现:由于低估了外壁面的散热损失,当微通道燃烧器的宽/高比较小时,应用二维模型会对模拟结果带来较大误差;当微燃烧器的宽/高比大于等于9时,应用二维模型获得的外壁面温度分布的误差小于5%。经过对二维模型的外壁面散热损失进行改进,使其散热损失比与实际的三维模型散热损失比相同,能显著改善二维模拟的准确性。对宽/高比很大的微通道燃烧器,通过二维数值模拟研究了壁面厚度和热导率对火焰发生倾斜时的临界进气速度(火焰倾斜极限)和被吹熄的临界速度(火焰吹熄极限)的影响。结果表明:二维平板型微通道燃烧器的壁面厚度和热导率越大,火焰倾斜极限越大,甚至不发生倾斜;同样,火焰吹熄极限也随壁面厚度和热导率的增大而增大。这是因为壁面厚度和热导率越大,通过上游壁面对未燃预混合气体的热循环比越大,同时通过外壁面的散热损失比越小,这些都有利于增强火焰稳定性。为了改善石英微通道燃烧器的火焰稳定性,提出了一种由高热导率的上游壁面(碳化硅材料)和低热导率的下游壁面(石英材料)构成的组合壁面微通道燃烧器。二维数值模拟结果表明:该燃烧器能够较为显著地提高火焰倾斜极限和吹熄极限以及燃烧效率,而且上游的碳化硅材料的长度越大,效果越明显。分析表明,这是由于组合壁面的微通道燃烧器能够同时提高热循环比和减小散热损失比带来的结果。总之,本文研究结果不仅改进了微通道燃烧的数值模拟精度,而且为微通道燃烧器的优化设计提供了理论指导。

关键词：微尺度燃烧二维数值模拟壁面厚度和材料组合壁面火焰稳定性热循环散热损失

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盾构隧道各施工阶段土体位移数值模拟

盾构隧道各施工阶段土体位移数值模拟

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作者：陈炳渠合肥工业大学

学位级别：硕士

为满足日益增加的公共交通的需求,各城市加快了修建城市地铁的步伐。盾构法作为隧道开挖的常用方法,已较为广泛的运用到城市地铁的修建中。文章基于法国里昂地铁隧道D号线延线工程,首先对盾构施工过程进行了阶段划分,分析了各阶段土体... 详细信息

为满足日益增加的公共交通的需求,各城市加快了修建城市地铁的步伐。盾构法作为隧道开挖的常用方法,已较为广泛的运用到城市地铁的修建中。文章基于法国里昂地铁隧道D号线延线工程,首先对盾构施工过程进行了阶段划分,分析了各阶段土体竖向位移的规律。使用PLAXIS进行二维有限元数值模拟,并用FLAC 3D进行三维有限差分数值模拟。将数值模拟的结果和现场实测数据进行对比,对盾构隧道开挖引起的土体沉降进行了较为深入的研究。本文主要研究内容如下所示:(1)利用有限元软件PLAXIS对隧道开挖进行二维数值模拟。在二维模拟中使用了模拟最终阶段地表沉降较为常见的两种方法:应力释放法和径向收缩法。监测数据和数值模拟结果进行对比,验证了两种方法在分阶段施工模拟中的适用性,同时也考虑了不同土体本构模型的选择对数值模拟结果的影响。(2)利用有限差分软件FLAC 3D对隧道开挖进行三维数值模拟。三维数值模拟中使用了精细化建模的方法,考虑了隧道埋深、土体分层、地下水位、目标掌子面施加梯形支撑力、盾构机锥形形状、盾尾梯形注浆压力、注浆体的凝固和衬砌的及时施加等因素的作用下,隧道开挖的不同阶段对地表位移和隧道拱顶位移的影响。三维精细化模拟结果和实测值对比,验证了三维精细化模拟的适用性。(3)利用有限差分软件FLAC 3D对盾构施工过程中影响土体位移的三个因素—目标掌子面上的梯形支撑力、临空面上的梯形注浆压力和注浆体模量进行研究,利用这三个影响因素减小盾构法施工过程产生的地表沉降。

关键词：盾构隧道开挖二维数值模拟三维数值模拟施工阶段应力释放法径向收缩法精细化模拟

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昆明新机场高填方地基沉降的二维数值模拟

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地质灾害与环境保护 2012年第3期23卷 104-108页

作者：刘忠韩文喜成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

昆明新机场地处岩溶发育地区,工程地质条件复杂,地基沉降问题突出。结合工程地质勘察资料,分析机场T1区地基沉降问题。结合实际地质模型建立该区跑道计算模型,分析该区跑道填方地基的沉降规律。实际监测数据表明,根据数值模拟结果进行... 详细信息

昆明新机场地处岩溶发育地区,工程地质条件复杂,地基沉降问题突出。结合工程地质勘察资料,分析机场T1区地基沉降问题。结合实际地质模型建立该区跑道计算模型,分析该区跑道填方地基的沉降规律。实际监测数据表明,根据数值模拟结果进行的施工达到很好的效果。

关键词：昆明新机场高填方地基沉降二维数值模拟

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凹坑表面空气减阻特性的数值模拟研究

凹坑表面空气减阻特性的数值模拟研究

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北京力学会第二十五届学术年会

作者：田琦逄燕刘赵淼北京工业大学机械工程与应用电子技术学院

本文利用Fluent软件对凹坑表面的空气流动情况进行了二维数值模拟计算,分析了不同速度下凹坑间距对减阻效果的影响。研究结果表明,当来流速度为30m/s、凹坑间距为5mm时,减阻率达到最大值3.1%。凹坑内部存在的涡旋以及较小的壁面剪切应力... 详细信息

本文利用Fluent软件对凹坑表面的空气流动情况进行了二维数值模拟计算,分析了不同速度下凹坑间距对减阻效果的影响。研究结果表明,当来流速度为30m/s、凹坑间距为5mm时,减阻率达到最大值3.1%。凹坑内部存在的涡旋以及较小的壁面剪切应力,使摩擦阻力减小,从而达到减阻的效果。

关键词：凹坑表面空气二维数值模拟减阻机理

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北京市房山区马安西台后沟泥石流风险评价

北京市房山区马安西台后沟泥石流风险评价

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作者：田云飞中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

泥石流灾害是一种具有形成原因及其复杂、暴发突然及损害性极大等特点的自然灾害,历史上北京山区曾经发生过多起较为严重的泥石流灾害。本文研究区马安西台后沟流域位于北京市房山区西南部的低山区。在北京市房山区2012年的“7.21”特... 详细信息

泥石流灾害是一种具有形成原因及其复杂、暴发突然及损害性极大等特点的自然灾害,历史上北京山区曾经发生过多起较为严重的泥石流灾害。本文研究区马安西台后沟流域位于北京市房山区西南部的低山区。在北京市房山区2012年的“7.21”特大暴雨中,马安西台后沟暴发了一定规模的泥石流灾害,对沟口居民的生命财产安全及工农业生产活动造成了较为严重的影响。本文开展了针对研究区马安西台后沟流域的泥石流定量风险评价。经过对研究区泥石流灾害的实地调查,对该区泥石流沟沟谷发育特征、物源分布状况、形成机理及诱发因素进行了详细的分析。在此基础上,通过遥感解译与FLO-2D二维数值模拟结合的方法,对研究区马安西台后沟未来可能会遭受的泥石流灾害进行定量风险评价。主要研究内容包括:(1)在基于FLO-2D二维数值模拟软件的危险性评价过程中,获取流域高精度DEM、准确厘定模拟起始点(入流点)数量及位置、泥石流堆积范围以及危险性评价所需的其它参量。对研究区马安西台后沟在3种不同降雨频率条件下进行数值模拟,将模拟得到的泥石流泥深及流速结合得出泥石流强度分区图。最后,将泥石流的强度与降雨周期相结合,得出研究区泥石流危险范围内的危险性分区图。(2)本文中单沟泥石流易损性的评价,采用FLO-2D数值模拟结果处理软件Mapper Pro对研究区马安西台后沟泥石流危险范围内所有承灾体进行洪水灾害损失估计,从而进行物质易损性评价。将泥石流模拟泥深(H)及各类承灾体的物质财产属性作为物质易损性评价的因子,在软件中获得泥石流危险范围内所有类型承灾体的损失,最后再根据易损度值的计算结果划分为低易损性、中易损性和高易损性三个等级,从而得出马安西台后沟泥石流危险范围内的易损性分区图。(3)通过已经得出的研究区马安西台后沟泥石流的危险性及易损性分区图,利用单沟泥石流风险评价模型,依靠GIS平台得到研究区泥石流风险分区图。

关键词：单沟泥石流降雨频率二维数值模拟风险评价

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