半球形件粘性介质压力成形的数值模拟研究

粘性压力成形技术是金属板材成形领域里新近出现的一种先进的加工工艺。对双面施放粘性介质的板材胀形进行了模拟研究 ,在双面施放介质的板材粘性介质胀形时 ,排放孔位置分布对毛坯成形过程有明显的影响。排放孔位置分布的不同造成模腔内介质的速度场不同 ,进而导致板材不同部位的流动速度的方向大小发生变化 ,最终使成形件的厚度分布不同     

基于ANSYS软件的高温架空管道温度场数值模拟

高温架空管道在运输油品过程中存在复杂的传热问题,这类传热问题常采用数值模拟的方法进行处理。为了直观地判断管道内部温度场的变化情况,明确高温架空管道在运输过程当中影响因素与热损失之间的关系,利用ANSYS软件对高温架空管道温度场进行了数值模拟,建立了有限元分析模型,并讨论了渣油温度和环境温度对架空管道温度场的影响,得出了渣油温度、环境温度与热损失的关系,从而对高温管道的保温过程进行了准确的模拟和计算。     

基于数值模拟的城市绿地景观格局优化研究

该研究结合景观生态学原理,在沈阳市设计不同生态功能的绿楔、绿带、绿道、公园及其他类型的绿地,形成了"四带、三环、七楔、网络连接"的城市绿地网络空间结构优化方案。结合遥感(RS)与地理信息系统(GIS)空间分析技术,基于计算流体力学(CFD)数值模拟技术对夏季绿地景观优化格局影响下的大气环境效应进行分析,并提出相应的城市绿地规划优化策略。模拟结果表明:城市风速、SO_2以及温度的空间扩散与城市的空间布局密切相关;城市绿地优化空间布局能有效地缓解城市热岛效应,促进SO_2的空间扩散,更好地形成城市通风廊道,同时,随着高度的增加,城市风速、SO_2以及温度的空间扩散的阻力逐渐降低。基于CFD的城市绿地大气环境效应研究,能有效地对城市绿地系统规划的优化措施和概念性设计进行模拟研究和评估,也为城市绿地系统的量化规划提供了新思路。     

强烈非均质裂隙介质优先流及其工程意义——以HN地下水封洞库为例北大核心CSCD

在地下洞库工程建设中,低渗岩体内发育的节理密集带、断层等空隙中通常形成优先流,从而对洞库涌水量与储品水封安全性造成严重影响,因此裂隙介质优先流的识别、工程风险评估以及防渗控制研究具有重要意义。以HN地下水封石油洞库为例,使用FEFLOW地下水模拟工具的非结构化剖分技术对优先流潜在通道进行了精细的几何刻画,建立了工程场区尺度的地下水水流模型,并对施工期中优先流防渗处置不同工况下洞库涌水量与储品水封安全性进行了模拟分析。结果表明：优先流是影响洞库围岩中地下水的流场形态以及洞库涌水量的重要因素,断层、节理密集带等不连续面是主洞室涌水主要的充水途径,优先流形成的涌水量占据主洞室总涌水量的60%以上。在地下工程施工期间做好优先流通道的防渗处理是必不可少的工作。     

圆锥形薄壁件成形过程及性能的数值模拟

采用了ANSYS有限元分析软件对圆锥形薄壁件成形过程进行了数值模拟,分析了冲压过程中两类失效形式产生的原因,并提出了相应的解决办法。     

多孔介质内H2S贫氧燃烧制氢数值模拟

为探索H2S在多孔介质内超绝热缺氧燃烧裂解制氢的机理,采用流体力学数值模拟与化学动力学研究相结合的方法,使用一个17组分、57步的复杂化学反应机理,模拟了H2S在直径为3 mm的Al2O3圆球堆积的多孔燃烧反应器内的缺氧燃烧制氢过程,模拟结果与试验数据基本吻合.模拟结果显示:富燃条件下,多孔介质内H2S的燃烧温度超过了绝热燃烧温度,为H2S的裂解制硫、制氢提供了高温环境,H2S部分裂解生成单质硫和氢气,从而实现了对硫化氢中的硫和氢同时利用的目的.     

抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究

抗滑桩是滑坡防治工程中一种非常有效的支挡措施,其受力特征直接关系到滑坡防治效果,因此开展抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究具有重要的工程应用价值。基于有限元数值模拟方法,采用ANSYS软件中的分离式模型,以SOLID65单元和LINK8单元分别模拟钢筋混凝土抗滑桩中的混凝土和钢筋,研究了不同荷载作用下抗滑桩的细观受力特征。结果表明:在相同荷载作用下,抗滑桩在高度较小阶段,其高度与抗滑桩的变形呈非线性变化,随着抗滑桩高度的增加,其高度与抗滑桩的变形趋于线性关系;有限元数值模拟能较好地反映钢筋混凝土抗滑桩的细观受力特征。该研究可以为抗滑桩工程的设计提供借鉴与参考。     

基于膨胀及强度劣化效应的玉园隧道失稳机理研究

针对玉园隧道洞口段的变形失稳现象,采用现场调查、监控量测、室内试验和数值计算等方法,开展了玉园隧道变形失稳的机理研究。首先,隧道穿越黏土层的相关物理、力学及水理试验揭示,特殊的地形地貌、赋水条件、黏土的矿物组成及结构形式不但导致隧道围岩的吸水能力较强,呈中等膨胀性,而且降雨增湿条件下隧道围岩含水率增大导致其抗剪强度显著减弱,黏土的以上特征是隧道变形失稳的内在原因;其次,基于有限差分软件FLAC^3D及编制的FISH程序,应用温度场模型完成了降雨过程中非饱和膨胀土的湿度场计算,实现了降雨增湿过程中考虑围岩膨胀及强度劣化效应的隧道支护结构动态响应特征的数值计算,不但揭示了隧道洞口段施工过程中发生的地裂缝、地表塌陷、洞内大变形及坍塌等失稳现象的成因,而且得到隧道支护结构位移及应力随围岩含水率的变化规律,故强降雨是隧道变形失稳的“导火索”。其相关的研究方法及成果可供类似工程借鉴。     

岩体裂隙的生态学意义研究:以河南省宜阳县锦屏山采石场为例

在高陡岩质边坡覆绿工程中,岩体裂隙有着非常重要的生态学意义。岩体裂隙可以截留和储存土壤、水分以及营养物质并保持稳定,同时导通水分和空气,构建出完整的适宜植物生长的地境。这对边坡的生态恢复具有较强的现实意义。文章在整合锦屏山高陡岩质边坡进行岩体裂隙调查结果的基础上,依据生态地质学理论,通过对岩体裂隙空间、裂隙的优势方向、裂隙的连通性以及裂隙内的温湿度条件等当地岩体裂隙特点进行分析,得出如下结论:良好的裂隙条件可以满足植物生长所需的地境条件要求,为人工构建地境提供了有利的条件和理论依据。通过对岩体裂隙的有效利用,能够使复绿工作种植的植物长期稳定的生长,从而帮助生态环境向可自我调节的方向发展。     

基于网络模拟的岩体边坡稳定性概率分析

介绍了基于网络模拟的岩体边坡潜在滑动面随机搜索及其破坏概率计算的基本原理和实现过程。首先通过统计分析得到岩体边坡结构的统计性质参数及分布的密度函数,应用蒙特卡洛方法,采用随机参数模拟生成边坡岩体的结构面网络模型;然后以结构面网络模型为基础,在研究岩体边坡断裂失稳问题中,结合优势面理论,并考虑岩桥破坏机理,建立了新的使用动态规划方法寻求潜在滑动面及破坏概率计算的随机模拟技术,完成了相应计算程序。     

基于数值流形法的反倾层状岩质边坡倾倒破坏模拟

倾倒变形破坏是岩质边坡的一种典型破坏失稳形式,为研究重力作用下反倾层状岩质边坡在不同岩层倾角下的破坏特征,使用石根华博士提出的二维数值流形法(NMM),以青藏高原金沙江流域的西藏昌都地区芒康县索多西乡贡扎倾倒滑坡为研究案例,依据实地考察数据建立数值计算模型,模拟反倾岩质边坡的倾倒破坏过程。研究表明:岩层倾角小于45°时,反倾斜坡的变形破坏是从边坡中部倾倒区域开始的,倾倒区的破坏使得上部的稳定区岩石逐级发生破坏成为倾倒区的主体,从而提供了巨大的下滑力推动下部岩体发生滑移,使得整个斜坡发生倾倒破坏;当岩层倾角大于45°时,边坡的变形是由边坡下部逐渐向上部坡顶发展,且边坡上部也会出现明显的弯曲变形,呈“点头哈腰”式变形破坏。     

基于ANSYS的球型储罐防风模拟分析

在风力载荷作用下,应用ANSYS 结构动力学有限元程序对球型储罐进行防风模拟分析,针对球型储罐的3种典型不连续结构,分别给出了球壳与盖板连接区域、支柱区域及拉杆区域的应力云图,并分析和对比了各区域的应力响应.     

基于ANSYS仿真的引信振动强化试验夹具设计

在引信振动强化试验中,对夹具的性能具有很高的要求。利用夹具设计理论对夹具所用材料、结构进行分析,并在有限元分析的基础上,利用ANSYS软件对所设计的引信夹具进行了模态分析,得出了夹具的固有频率,使之能够满足引信强化振动试验的要求。通过实验验证了仿真的有效性,从而为引信夹具的设计提供了一种新的方法。     

危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一.为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中...     

采空区冒落带内破碎岩体的渗流特征与渗透性试验研究

为探索采空区冒落带内破碎岩体中地下水的渗流特征,建立采空区冒落带内破碎岩体渗透系数与空隙率的相关关系,确定采空区冒落带内破碎岩体的渗透系数值,并基于采空区冒落带内破碎岩体的空隙分布特征与大孔隙非均质多孔介质的水流特征,设计了一套一维渗流柱,采用常水头稳态渗透法对采空区冒落带内破碎岩体的渗透性能以及不同空隙率破碎岩体的渗...     

模拟海水管路的电偶效应数值仿真研究

目的 研究钛合金模拟海水管路与船体间在不同电连接方式下的电位以及腐蚀电流密度分布,明确防腐措施.方法 针对钛合金模拟海水管路与船体结构,基于有限元建立仿真模型,开展两者的电偶效应数值仿真计算,重点研究两者电连接状态、接触界面绝缘状态和所有结构体单元绝缘状态的电位和电流密度分布情况.结果 在船体钢与钛合金管路系统电连接时...     

基于数值模拟方法的船用离心泵减振研究

某船用离心泵的振动较大,已经影响到船舶执行任务。在工程实践的基础上,通过对振动测试数据的分析,提出了造成设备振动偏大的原因。基于数值模拟分析的现代设计方法,对该泵进行了改进设计。结果表明,改进后的船用离心泵能够安全稳定的运行,泵内流体流动比较均匀,在设计工况下的运行状态良好。改进后,样机的水力性能满足技术要求,振动水平大幅下降。     

基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析

目的 预测钢制全表面轮毂易产生疲劳破坏的危险区域,并分析其弯曲疲劳寿命。方法 针对全表面轮毂的弯曲疲劳试验工况,建立有限元分析模型,综合考虑螺栓拧紧方式、螺栓预紧力以及材料非线性特征的影响,通过在加载轴末端建立局部坐标系,实现载荷的分解,并最终实现弯矩的动态加载。在此基础上,进行轮毂的受力分析,然后构造适用于轮毂的应力寿命曲线,并使用名义应力法进行疲劳寿命预测。结果 动态弯矩的加载方向变化会显著影响轮辐表面的应力分布特点,螺栓预紧力施加后,螺栓孔附近区域的应力显著增大,在计算中应考虑其影响。在获得各节点载荷历程后,以高应力幅和平均应力为标准,筛选出了轮毂的危险节点。结论 基于数值仿真的本型全表面轮毂弯曲疲劳试验,危险节点位置均位于轮辐通风孔的内圆角附近区域,可有针对性地对该区域进行相应的优化设计,以进一步提高轮毂的弯曲疲劳寿命。分析得到当前轮辋弯曲疲劳寿命约7.6万次,符合国家标准的要求。