雷击时地下空间电磁场与负载感应电磁场的仿真计算

随着高新电子技术的迅猛发展,雷电电磁辐射给人们的生产生活造成的危害越来越大。为了分析雷电电磁辐射的危害,基于MTLE雷电回击模型,以及北京地区实测雷电流波形,采用三维时域有限差分(FDTD)方法,计算了雷击时地下空间中的电磁场,并对线缆终端负载进行了雷电电磁耦合,计算了负载上的雷电感应电压和感应电流。计算结果表明,土壤对雷电电磁场的屏蔽并不彻底,地下空间仍需要进行防雷设计;线缆终端负载上感应的电压和电流峰值可达数百千伏和数百安培,并且其数值随雷电波波头时间的减小而增大,对当前大多数自动化系统危害严重。     

地表载荷对硬岩区埋地管道应力应变影响分析

为研究地表载荷对硬岩区埋地管道力学性能的影响,建立了管-土耦合三维数值模型,分析了地表载荷大小、作用面积、管道压力、管道径厚比及回填土弹性模量对管道应力分布、塑性应变、椭圆度的影响。结果表明:地表压载作用下,高应力区首先出现在管道顶部且呈椭圆形;随着地表载荷及其作用面积的增大,管道高应力区逐渐扩大,管道截面左右两侧也出现应力集中;随着回填土弹性模量、管道壁厚及内压的增加,管道顶部高应力区及最大等效应力均减小。塑性应变首先出现在管顶,且塑性区随地表载荷、载荷作用长度增加而增大,随回填土体弹性模量及管道壁厚增大而逐渐减小;当内压为0~4MPa时,管道塑性应变及塑性区随内压的增大而减小。管道椭圆度随回填土体弹性模量、管道内压、壁厚增加而逐渐减小,随地表压载增大而增大。     

改进经验公式法计算隧道人员疏散时间

为评估隧道发生火灾时人员疏散安全,有必要准确计算隧道人员疏散时间。传统经验公式法的假设条件过于简单,而现有仿真模拟方法不能准确地模拟人的复杂行为。建立改进的经验公式法,通过随机输入计算参数来模拟隧道人员疏散的动态随机过程,将疏散时间计算分解为多个阶段,并考虑车辆及人员的随机分布、火灾探测及人员反应时间的计算、大客车乘客下车时间、人行速度的随机输入、以及随人流密度变化的横洞门通行能力等,使计算所得疏散时间更贴近实际。与其余方法对比分析表明,采用改进的经验公式法得到的计算结果与传统经验公式计算方法相比,计算精度有较大提高。     

高速公路安全水平仿真分析

为深入研究高速公路安全系统,用系统动力学(SD)方法分析驾驶员、车辆、道路、应急救援等组成要素以及环境、管理等影响因素之间的关系,建立高速公路安全系统因果关系模型和存量流量模型。用层次分析法(AHP)确定各影响因素的权重。以三福高速公路为例,用Vensim软件模拟高速公路运营期间系统安全的变化情况。结果表明,在该高速公路运营期间,系统安全与车辆安全度呈先上升后下降的趋势、道路安全度呈下降趋势、驾驶员安全度与应急救援能力呈上升趋势。通过与实际数据对比,验证了模型的有效性。     

沉管隧道接头地震动力响应分析

以港珠澳桥隧工程中的沉管隧道为工程实例,建立沉管隧道部分管段的三维有限元模型,并采用ABAQUS有限元软件对其进行动力计算。计算中考虑了地基土层的初始应力平衡和地基无限域的辐射阻尼效应影响,地震作用通过基岩运动以惯性力方式施加,分析了隧道管段及沉管接头部位的应力和位移。在水平向和竖直向地震共同作用下,管节的竖向相对位移要比水平向大很多;沉管接头附近的管节单元具有较大的应力,主要是由于接头材料发生变化,容易发生应力集中现象。计算结果可供沉管隧道设计参考。     

电子产品故障物理模型研究与应用进展

提出了故障物理模型的基本概念,对几种常见的电子产品故障物理模型,包括互连热疲劳模型、互连振动疲劳模型、电迁移模型和与时间相关的介质击穿模型等进行了分析,总结提出了基于失效发生因素和失效发生过程的损伤模型建模等两种故障物理模型的建模方法。结合工程应用情况,对两种故障物理模型的应用方法——可靠性仿真分析方法和可靠性加速试验方法进行了讨论。最后对故障物理模型的研究进行了展望。     

基于Unity3D的L-CNG加气站事故仿真研究

为了提高员工对站内储罐事故后果的认识,采用灾害机理和灾害效果仿真相结合的方法,在选取泄漏、火球热辐射及爆炸冲击波机理模型并建立L-CNG加气站三维场景的基础上,分别计算火球热辐射和爆炸冲击波的伤害半径,并用Unity3D中的粒子系统模拟了泄漏、火焰、爆炸事故后果及伤害范围,最终开发了一套基于Unity3D平台的事故仿真系统,直观呈现灾害影响范围,对L-CNG加气站的选址及应急方案的制定具有重要意义。     

基于VR的建筑防火设计课程教学实训方法研究

由于《建筑防火设计》课程自身特点限制,仅通过课程讲授来学习消防设计相关理论知识会影响学生在工程实践中的应用。因此分析《建筑防火设计》课程改革的必要性和虚拟现实的优越性,从教学内容、方式和考核三方面进行教学改革,充分利用虚拟现实技术的灵活性、沉浸性等特点,结合课程内容开发了火灾情景现场应急处置的VR演练系统,通过引入虚拟现实技术、实训体验等教学方法,引导学生探究建筑防火设计标准和疏散策略,增强火灾情况下疏散演习的认知和体验,加深对消防安全检查要点的理解和思考,促进学生将理论学习与实践应用相连接,以不断提高学生综合运用能力和自主创新能力。     

基于CFD仿真方法的大桥锚室除湿方案研究

锚室是悬索桥的重要构成部分,常位于地下或半地下空间,进入锚室内部的雨水与地下水蒸发到空气中,若锚室除湿风系统布置不善,将使局部空气相对湿度大于40%,加大锚室内部裸露主缆钢丝的锈蚀程度,直接缩短整座大桥的使用寿命。探究了锚室除湿风系统送风口送风角度的改变与锚室内部空气速度场及绝对湿度的关系。首先根据流场运动控制与输运方程描述了锚室内部空间空气与水蒸汽的运动与分布规律,分析了在风量不变的情况下锚室内部的流速场、绝对湿度场,通过不同送风角度的比对分析原方案的情况,对不足之处加以改进。其次,在获得最佳送风角度且不改变总风量的情况下,通过改变顶部与底部送风的风量分配,探究风量分配对锚室绝对湿度的影响。研究表明,当采用顶部与底部送风结合的方式,顶部送风方向与缆束轴线方向平行且顶部送风风量为600 m³/h,底部送风风量为1 800 m³/h时除湿效果佳。     

和应涌流影响因素仿真分析及应对措施研究

为解决和应涌流造成变压器差动保护误动作的问题,通过分析和应涌流的产生机理,结合现场实际系统的运行情况搭建模型,对产生变压器和应涌流的影响因素进行仿真研究,提出减小和应涌流的相应防治措施。应用结果表明:加强电力系统网架结构建设,合理选择空投变压器时机,消除剩磁等措施可减少和应涌流产生,防止变压器差动保护误动作。