基于微积分的LPG和CNG喷射火模型建立和三维数值模拟

由液体和气体泄漏引发的喷射火灾事故屡见不鲜,而现有的喷射火模型却有诸多缺陷。将喷射火形状近似为圆锥,鉴于液体和气体的泄漏速度随压强和温度均有变化、点源离地面会有一定高度、风速对火焰倾角也有影响、圆锥喷射中心线上每个点源对目标的热辐射均不同等实际情况,新建液体和气体扩展半径的计算方法,引入风速对火焰高度和火焰偏角的作用,比较AGA法和Thornton模型,发现AGA法更加符合实际,再利用微积分原理建立三维点源喷射火模型,展示火焰形状对目标的影响,从而得出热辐射的最终危险性。最后以LPG和CNG储罐喷射火事故为例进行对比验证,首次模拟出喷射火的形状,更清晰准确地展示了目标入射热辐射通量随目标点位置的变化和危险范围,可为火焰阵面处的消防安全决策提供参考。     

砂蜡物理性质及其破坏形式研究北大核心

通过研究不同配比情况下砂蜡混合物标准样的单轴压缩实验,测定分析了其力学特性,并对试样压缩破坏的破裂情况进行了分析研究。结果表明,在含蜡量较小时,砂蜡的单轴抗压强度与蜡含量基本呈线性关系。而循环加载情况下,抗压强度变化不大;含蜡量高的砂蜡强度较大而变形较小,随着蜡含量的升高,砂蜡的割线模量E_(50)和弹性模量Et都增大,砂蜡试样的泊松比也呈现出上升趋势;砂蜡试样与煤岩试样相同,单轴压缩变形破坏形式也表现为复杂多变,蜡含量多(8%~14%)的砂蜡试样中多发生A类脆性剪切破坏型、B类楔劈式破坏型,而蜡含量低(4%~6%)的砂蜡试样破坏形式以C类挤压粉破柔性破坏型为主。     

液化烃储罐区重大事故后果分析

液化烃储罐区发生事故后果较严重,可能造成群死群伤的灾难事故。本文分析了液化烃储罐的危险性,沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的计算步骤,对某储罐区的4个异丁烷储罐、2个正丁烷储罐和2个丙烷储罐发生沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的事故后果进行分析,分别计算轻伤半径、重伤半径和死亡半径等,并提出相应预防事故发生的安全对策和措施。     

油粒子模型中扩散系数对油膜扩展影响分析北大核心

针对油粒子模型中油膜扩展面积计算不足的问题,运用GNOME溢油轨迹模型模拟平静水面上的油膜扩展行为,与Fay提出的油膜扩展理论公式进行对比分析,剖析了油膜在重力-惯性力、重力-粘性力和表面张力-粘性力三个阶段作用下油膜面积的变化特征。模拟结果表明,在油膜前期自身扩展过程中,重力-惯性力作用对油膜面积扩展影响最大,重力-粘性力影响次之,表面张力-粘性力影响最小。油膜受自身重力、惯性力、粘性力和表面张力作用的平均扩展速率约为186 m^2/s,与扩散系数取为4.2 m^2/s的扩散范围一致。模拟结果为溢油数值模拟经验参数的选取和溢油模型的进一步完善提供理论依据和技术参考。     

基于损伤检测的腐蚀疲劳寿命预测概率模型

建立了飞机结构腐蚀疲劳寿命预测的4阶段概率模型,结合腐蚀疲劳损伤检测结果,通过检测的灵敏度和准确度2个随机变量来描述检测技术的可靠性;建立了检测后的修正腐蚀疲劳寿命预测概率模型,通过对比分析修正前后的腐蚀疲劳寿命分布,得出腐蚀损伤尺寸的检测结果。对腐蚀疲劳寿命的评估影响很大,并且检测技术越可靠,寿命评估越准确。     

上海市城市扩展格局及土壤无机碳分布特征分析

土地利用方式变更引起的土壤碳库变化对全球温室效应、全球碳循环有重大影响。基于1：250000多目标地球化学调查数据,利用RS影像和GIS统计技术研究了上海城市扩展进程中的土壤无机碳空间分布与演化特征。根据上海地区1980、2000．2005年3期遥感影像分析,上海市城区扩张以原市区为中心向周边快速扩展,1980～2005年间,城区面积由193．08km^2增加到1570．52km^2,城市用地面积比例由3．05％迅速上升到24．77％。比较城区,郊区、乡村地区土壤无机碳分布,城区表层土壤无机碳密度为（1．12±0．64）kg／m^2,深层土壤无机碳密度为（1．24±0．40）kg／m^2,表层土壤无机碳积累明显,深层土壤呈现轻度积累,城区土壤无机碳空间分布变异系数降低。比较1980年前建城区、1980～2000年建城区．2000～2005年建城区与郊区土壤无机碳密度分布,城区土壤无机碳分布呈现富集。并且随建城区年限的延长,土壤无机碳积累渐趋显著,城市土壤无机碳分布的空间异质性降低。本项研究提供城市化进程中的土壤无机碳分布演变趋势信息,可为土壤固定碳潜力研究提供数据支持,也为推动中国城市生态系统碳循环研究提供参考。     

腐蚀损伤对LY12CZ铝合金疲劳寿命的影响研究

对LY12CZ铝合金在EXCO溶液中进行了不同时间的加速腐蚀。通过扫描电镜研究不同腐蚀时间后LY12CZ铝合金的腐蚀损伤,腐蚀损伤的严重程度用腐蚀面积率和腐蚀深度描述。通过对比性疲劳试验获得了腐蚀损伤对LY12CZ铝合金疲劳寿命的影响,为飞机日历寿命评定和飞机结构腐蚀的研究提供了试验依据。     

微液滴现象与大气腐蚀过程相关性研究

用体视显微镜和电化学极化技术考察了微液滴现象的形成特征及其在大气腐蚀过程中的作用.结果表明,金属性质、主液滴性质、气相环境相对湿度和液/固界面性质对微液滴形成有重要影响.微液滴的出现能够增强金属表面润湿能力,促进金属表面液膜的扩展,从而诱发和加速大气腐蚀过程.     

外力作用下管道内表面缺陷处裂纹扩展研究

为提高油气管道安全风险评估的准确性,以含内表面缺陷管道为研究对象,利用ABAQUS软件线弹性及弹塑性分析不同尺寸缺陷对裂纹萌生特征的影响;采用扩展有限元法,建立管道3点弯曲模型与全尺寸静载物理试验,并非线性拟合裂纹扩展尺寸,研究内表面缺陷处裂纹扩展情况。研究结果表明:内表面缺陷中心处极易萌生裂纹,随着缺陷尺寸的增大,裂纹萌生所需外力在缺陷相对长度为0.08、相对深度为0.4时的增长趋势变化较大,且缺陷深度对裂纹萌生的影响更大;对比数值模拟与全尺寸物理试验,发现在小于70 mm位移载荷或147.25 kN外力下裂纹尺寸快速扩展,之后呈变缓的趋势;非线性拟合裂纹尺寸,得到较为准确的裂纹扩展尺寸的预测结果。