检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年第5期42卷 9-20页

作者：金俊超景来红杨风威宋志宇张艳妹黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹) 河南郑州450003 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

研究提出一种新的基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法。从能否正确模拟塑性软化过程、是否考虑损伤引起弹模劣化以及数值实现难易程度,系统分析不同峰后软化段数值算法的不足。将岩石变形破坏全过程分为峰前塑性强... 详细信息

研究提出一种新的基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法。从能否正确模拟塑性软化过程、是否考虑损伤引起弹模劣化以及数值实现难易程度,系统分析不同峰后软化段数值算法的不足。将岩石变形破坏全过程分为峰前塑性强化、峰后塑性软化和残余阶段塑性流动三个部分,研究提出各部分的应力更新算法。其中:对于峰前塑性强化阶段,从主应力空间推导了隐式返回映射求解算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤;对于峰后段,将塑性软化过程简化为一系列脆塑性跌落-塑性流动过程,采用改进塑性位势跌落方法描述脆塑性跌落过程,采用隐式积分算法描述理想塑性流动,同时考虑损伤修正,克服了应变软化的求解难题;对于残余阶段塑性流动,则可简化为弹性预测和塑性修正。基于FORTRAN语言编译用户子程序UMAT,对有限元软件ABAQUS进行二次开发,实现弹塑性损伤模型数值求解。三轴压缩循环加卸载试验结果和应变软化圆形隧洞开挖力学响应解析解均与模拟结果吻合良好,验证了该文数值算法的正确性。应用于某大型地下洞室群围岩稳定性分析,为地下洞室群设计和施工提供指导。

关键词： Mohr-Coulomb准则弹塑性损伤应力跌落数值算法有限元

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有遮阳翻板的两栋多层建筑自然通风数值模拟

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集美大学学报(自然科学版) 2025年第1期30卷 68-75页

作者：邱龙辉陶求华郑健雯集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 福建省能源清洁利用与发展重点实验室福建厦门361021

文中基于计算流体力学(CFD)数值模拟,建立了一种室内外气流耦合模型,研究了翻板遮阳对多层建筑室内外风环境的影响。通过对比3种遮阳工况下的流线分布、风速云图和室内通风量大小,分析遮阳翻板的安装位置和前排建筑遮挡对室内风速分布... 详细信息

文中基于计算流体力学(CFD)数值模拟,建立了一种室内外气流耦合模型,研究了翻板遮阳对多层建筑室内外风环境的影响。通过对比3种遮阳工况下的流线分布、风速云图和室内通风量大小,分析遮阳翻板的安装位置和前排建筑遮挡对室内风速分布和通风量的影响。结果表明:在迎风遮阳工况下,由于前排建筑的遮蔽,后排建筑的室内通风量会显著下降;在背风遮阳工况下,后排建筑的室内通风量下降得最为明显;相比无遮阳,迎风遮阳会降低前排建筑的室内通风量,而背风遮阳则影响较小。

关键词：遮阳翻板自然通风数值模拟耦合模型

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面向数字阀组压力脉动的复合被动稳压结构设计

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机械工程学报 2025年第8期61卷 344-351页

作者：姚静张昊宋英哲王佩燕山大学机械工程学院燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室徐州工程机械技师学院

数字液压系统中数字阀组切换会导致低频压力脉动，然而目前传统压力脉动衰减结构主要针对于高频脉动工况。因此，提出一种利用柔性衬里及压力波的相位相错振幅相消原理实现双重滤波的压力脉动衰减结构。首先，采用一维解析法及电液比拟... 详细信息

数字液压系统中数字阀组切换会导致低频压力脉动，然而目前传统压力脉动衰减结构主要针对于高频脉动工况。因此，提出一种利用柔性衬里及压力波的相位相错振幅相消原理实现双重滤波的压力脉动衰减结构。首先，采用一维解析法及电液比拟法建立其传递矩阵数学模型，基于Matlab数值仿真模拟，分析柔性衬里体积模量、颈部直径、HQ管等关键结构参数对低频压力脉动衰减效果的影响规律；其次，匹配数字阀组低频压力脉动工况进行了样机结构参数设计；最后，搭建压力脉动测试试验台验证低频压力脉动的衰减效果。试验结果表明，所提出的复合型压力脉动衰减结构在10～50Hz及85～100Hz频率段内平均插入损失达到5 dB以上，最大试验值可达11.95 dB。研究成果对低频压力脉动衰减结构设计提供理论支撑和分析方法新思路。

关键词：数字阀组低频压力脉动压力脉动衰减传递矩阵数学模型

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过去东亚季风年代际气候变率:特征与机制

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科学通报 2025年第2期70卷 240-261页

作者：王可欣赵景耀王菁菁李瀚瑛聂军胜刘建宝石正国黎有为芦佳玉程海西安交通大学全球环境变化研究院西安710054 盐城师范学院城市与规划学院盐城224051 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000 中国科学院青藏高原研究所北京100101 中国科学院地球环境研究所西安710061 贵州省山地资源研究所贵阳550001 盐城师范学院江苏沿海发展研究院盐城224002

亚洲季风年代际变率和动力学机制的研究关乎国家中长期发展决策的需求和亚洲季风区的环境、经济和社会发展,也是国际气候研究的前沿科学问题.综合现代观测、代用资料重建和气候模式模拟资料,本文回顾了过去不同时期东亚夏季风年代际变... 详细信息

亚洲季风年代际变率和动力学机制的研究关乎国家中长期发展决策的需求和亚洲季风区的环境、经济和社会发展,也是国际气候研究的前沿科学问题.综合现代观测、代用资料重建和气候模式模拟资料,本文回顾了过去不同时期东亚夏季风年代际变率的演变特征,并综述了内部变率和外强迫对东亚夏季风年代际变率的影响机制.过去千年东亚夏季风变化呈现与过去百年器测记录相一致的年代际变化特征,以20~30年和60~80年准周期为主导.其中,历史文献、树轮和湖泊沉积记录呈现的周期具有明显的空间差异,而整个东亚季风区石笋记录的周期呈现显著的空间一致性,分别反映了东亚季风降水的空间差异性和东亚季风环流的空间一致性.这一周期特征与北大西洋年代际变率(Atlantic multidecadal variability,AMV)和太平洋年代际变率(Pacific decadal variability,PDV)的主导周期一致,表明AMV和PDV对东亚夏季风年代际变率的影响.现代气象分析资料表明,AMV和PDV会通过调制大气遥相关、海气耦合过程以及ENSO变率等方式影响东亚夏季风环流及降水.火山活动、温室气体等外强迫也直接或者通过调制气候系统内部变率间接影响东亚夏季风的年代际变率.然而,目前对“内部变率和外强迫驱动何者占主导?年代际尺度上未来东亚夏季风及降水格局如何变化?”等关键科学问题的认识仍不清楚,不同气候背景下的东亚季风年代际变率重建及其与数值模拟的结合有望为深入认知这些问题提供重要参考.

关键词：东亚季风年代际变率古气候太平洋年代际变率(PDV) 北大西洋年代际变率(AMV)

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旋流排沙装置排沙效率的数值模拟与试验研究

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中国农村水利水电 2025年第1期 32-38,46页

作者：王昱王哲辉张宝泉雒天峰张晓龙任伟龙王玉昆兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点试验室甘肃兰州730050 甘肃省讨赖河流域水资源利用中心甘肃酒泉735000 甘肃省水利厅规费中心甘肃兰州730050

为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表... 详细信息

为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表明,旋流排沙装置中单叶轮的流场范围随转速的增大而扩大,但当叶轮转速增加至20r/s时流场范围不再增加;旋流排沙装置中组合旋流场范围取决于叶轮的转速及其布置方式,当以三角形方式布置时,组合流场范围也随叶轮转速的增加而扩大,但叶轮间距布置过小会导致能量耗散过高,叶轮间距布置过大则不能形成有效的组合流场,旋流排沙装置的最优运行状态为叶轮距离为70mm、转速为20r/s。数值模拟和模型试验结果表明,旋流排沙装置可有效增大排沙洞的排沙效率和冲淤范围,当库区水位较深形成冲沙漏斗时,旋流排沙装置可使排沙洞的排沙效率提高71.5%;当库区水位较浅形成冲沙廊道时,旋流排沙装置能使排沙洞的排沙量增加4.02kg,说明该装置对库区水深较浅的淤积泥沙具有较好的排出效果,对解决甘肃河西水少沙多型水库内的泥沙淤积问题具有重要意义。

关键词：数值模拟水工模型试验库区排沙旋流场

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热补偿作用与生产井数对CO_(2)羽流地热系统采热性能的影响

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科学技术与工程 2025年第13期25卷 5429-5437页

作者：魏菊艳付美龙黎旭东方丽长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室武汉430100

为实现可再生能源利用与CO_(2)减排技术结合,通过CO_(2)羽流地热系统进行高温气田地热资源开采。CO_(2)羽流地热系统结合了CO_(2)封存和深部地热资源开发两种优势,在采热时实现CO_(2)的同步封存。以高温气田为目标热储,利用COMSOL软件,... 详细信息

为实现可再生能源利用与CO_(2)减排技术结合,通过CO_(2)羽流地热系统进行高温气田地热资源开采。CO_(2)羽流地热系统结合了CO_(2)封存和深部地热资源开发两种优势,在采热时实现CO_(2)的同步封存。以高温气田为目标热储,利用COMSOL软件,构建盖岩-热储-基岩的三维热-流耦合模型,分析热储上、下两侧岩体热补偿作用和生产井数与系统采热性能的关系。结果表明:在考虑热补偿时,羽流地热系统运行后期,流体温降速率降低,系统获得更高采热速率并取得较大热开采资源,热储开采程度更低,延长了系统运行寿命;在考虑生产井数时,发现增加生产井数,生产流体温度降幅越低。可见在CO_(2)羽流地热系统运行中,盖岩和基岩对热储的热补偿作用和生产井数增加都能够延长系统寿命,为未来CO_(2)羽流地热系统优化与实际应用提供理论参考。

关键词： CO_(2)羽流地热系统地热能开发热补偿生产井数数值模拟

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尺度适应积云对流参数化方案对台风“暹芭”的数值模拟

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海洋气象学报 2025年第1期45卷 34-44页

作者：马怡轩徐国强于翡陕西省气象局陕西西安710014 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

传统的积云对流参数化方案难以较好地适用于高水平分辨率,特别是10 km以下水平分辨率的降水数值模拟,尺度适应(scale-aware)积云对流参数化方案是对此进行改进的有效方法。在中国气象局中尺度模式(China Meteorological Administration ... 详细信息

传统的积云对流参数化方案难以较好地适用于高水平分辨率,特别是10 km以下水平分辨率的降水数值模拟,尺度适应(scale-aware)积云对流参数化方案是对此进行改进的有效方法。在中国气象局中尺度模式(China Meteorological Administration MESOscale model,CMA-MESO)中应用尺度适应KFeta(Kain-Fritsch eta)积云对流参数化方案对台风“暹芭”进行800 m、1 km、3 km、10 km和20 km这5种水平分辨率的数值模拟试验。结果表明:(1)随着水平分辨率的提高,尺度适应KFeta积云对流参数化方案模拟的降水强度和落区更接近实况,显著减少了由积云引起的虚假性降水,提高了网格降水量。(2)随着对流强度减弱,尺度适应KFeta积云对流参数化方案TS(threat score)评分优势逐渐凸显,空报率和漏报率明显改善。(3)在降水最大时刻的强对流区域,尺度适应KFeta积云对流参数化方案雷达组合反射率因子的模拟结果更优。整体来看,尺度适应KFeta积云对流参数化方案在对流强度较弱的条件下表现更出色,为改进现行数值模式强降水预报提供了参考。

关键词： CMA-MESO模式 KFeta方案积云对流参数化方案台风“暹芭”

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公轨并行桥梁横风作用下桥面列车和车桥系统气动特性研究

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铁道标准设计 2025年第4期69卷 102-109,118页

作者：邓佳逸陈诗璇吴庆漆勇封周权华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082 林同棪国际(中国)工程咨询有限公司重庆401121 湖南大学重庆研究院重庆401133

为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术... 详细信息

为探究大跨公轨并行桥梁在横向风力作用下桥面列车和车桥系统的气动特性,以某座大跨公轨并行斜拉桥为例,采用节段模型风洞试验方法,分别进行桥面列车的风压测试和车桥系统的静力三分力试验。此外,还应用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,分析车桥系统的流场分布情况。列车测压和CFD模拟结果表明,在均匀来流条件下,单列列车或双列列车前车的迎风面为正压区,而顶面和背风侧表面则形成负压区,双列列车的后车全表面均为负压。CFD模拟流场显示,在主梁风向下游出现交替脱落的旋涡现象。通过列车测压结果计算列车三分力系数,发现在横向风力作用下,迎风侧列车产生的阻力和升力系数相对较高,而力矩系数较低。随着风攻角由负到正的变化,阻力和升力系数逐渐减小。对于双列列车情况,后车对前车的影响较小,而前车对后车产生明显的遮挡效应,导致后车产生负向气动力。当列车远离主梁迎风侧时,列车的阻力系数和升力系数逐渐降低,从而提高列车的行车安全性,但同时整体车-桥系统的阻力系数和升力系数反而增大,对主梁的抗风性能不利。基于研究结果,建议在公轨并行桥梁设计中,将列车轨道布置在靠近主梁中线位置,以维护行车稳定性并兼顾主梁抗风安全。这项研究提供了明确的气动性能数据,有助于更好地理解公轨并行桥梁在横向风力作用下的行为,并为其设计和改进提供参考和依据。

关键词：公轨并行桥车桥系统风洞试验气动特性三分力系数

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榆神矿区中深煤层开采松散含水层地下连续墙侧向截水帷幕可行性分析

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煤炭学报 2025年第2期50卷 1062-1072页

作者：赵春虎王世东姬中奎朱开鹏梁向阳中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 煤矿灾害防控全国重点实验室陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿... 详细信息

榆神矿区是陕北煤炭基地的主力矿区,高强度煤炭资源开发过程中煤层顶板水害与地下水资源流失问题突出,随着黄河流域生态环境保护战略的全面推进,对矿井水防治与水资源保护提出了超前化、主动化、源头化的地质保障要求。针对陕北榆神矿区井工煤矿煤层开采影响下近地表富水松散含水层涌(失)水问题,借鉴露天大水矿区地下连续墙的帷幕减渗成功经验,从稳定的补给水源、相对集中补给通道、防绕流托底3个方面总结了煤矿区开展地下水连续墙截水帷幕的基本条件;通过建立井工煤矿开采与松散富水含水层帷幕条件下矿井涌水量理论计算模型,得出截水帷幕墙体渗透能力越弱、厚度越大,以及距离采掘范围越近是减少煤层顶板近地表松散含水层涌(失)水的基本原理。以榆神矿区某矿工作面集中涌水问题对研究对象,依据井工煤矿地下水连续墙帷幕减渗基本原理,分析得出工作面集中涌水区段主要水源以近地表松散含水层地下水为主,且具备稳定可观的动态补给,煤层开采形成的导水裂隙突破顶板隔水土层揭露松散层内条带状古河道(古河道内隔水土层变薄、松散层增厚),形成了相对集中的涌水通道,以及在“上含下隔”(上为富水松散含水层,下为相对隔水土层)的防绕流托底组合结构下,认为该区段具有建造侧向截水帷幕墙的可行性。建立了案例矿井正常开采与侧向帷幕墙建设条件下地下水系统数值模型,模拟结果显示,在工作面外围局部侧向帷幕工况下(侧向帷幕墙体长度600 m),帷幕墙体内外松散含水层地下水水位梯度显著加剧,但由于松散含水层良好的渗透性,以及井田地面东高西低地形地貌控水条件,帷幕墙体外围近地表松散层地下水水位整体未发生明显抬升,原来通过薄基岩区、松散层增厚带进入工作面采空区的地下水径流量沿帷幕墙体外围导流至下游,600 m长侧向截水帷幕整体减水效率28.43%。研究成果为榆神矿区井工煤矿开展基于侧向截水帷幕的顶板水害防治与地下水资源保护可行性分析提供了科学依据。

关键词：顶板水害导水裂隙充水条件截水帷幕保水开采

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人口老龄化影响下中国城市经济系统脆弱性评估与空间分异特征

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地理科学 2025年第4期 835-847页

作者：唐红林刘晔顾君冉中山大学地理科学与规划学院广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室广东省公共安全与灾害工程技术研究中心

人口老龄化对城市经济发展影响显著，测度老龄化的经济后果及其空间分异是地理学人地关系的新命题。基于脆弱性分析框架，从暴露度、敏感性和适应能力3个维度构建指标体系，对人口老龄化影响下中国城市经济系统脆弱性进行评价，分析其... 详细信息

人口老龄化对城市经济发展影响显著，测度老龄化的经济后果及其空间分异是地理学人地关系的新命题。基于脆弱性分析框架，从暴露度、敏感性和适应能力3个维度构建指标体系，对人口老龄化影响下中国城市经济系统脆弱性进行评价，分析其空间分异特征，并识别脆弱类型。结果表明：(1) 2010—2020年暴露度指数增加，高暴露城市集中于川渝、苏皖和东北地区；敏感性有所改善，低敏感城市主要分布于长三角、珠三角、山东半岛等区域以及大部分省会/首府城市和直辖市；适应能力显著增强，形成以长三角城市群为高值核心区，向内陆递减的圈层结构。(2)10 a间超过1/2的城市老龄化经济脆弱性有所好转，但是东北地区却明显上升。脆弱性空间分布格局呈现出低脆弱区分布于东南沿海地区及省会/首府城市和直辖市，中高脆弱区分布于东北地区以及陕甘川、蒙冀、湘桂和豫皖四大交界区的特点。(3)老龄化经济脆弱性具有明显的“梯度化”空间分异，东部地区显著低于中西部和东北地区，并有城市规模越大、行政等级越高，脆弱性越低的特点。(4)人均GDP增加有助于缓解城市老龄化经济脆弱性，但是GDP增长率对脆弱状态没有缓解作用。(5)2010—2020年城市脆弱类型空间演化呈现“东部向好，华北、东北脆弱”的特点。

关键词：人口老龄化经济脆弱性函数评估模型主导要素法中国

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