化工厂火灾-泄漏耦合作用下氯气扩散的数值模拟

为研究化工厂火灾和有毒气体耦合作用下的气体扩散规律,采用FDS软件分别对某化工厂氯气泄漏、火灾和火灾-泄漏耦合条件下的氯气泄漏扩散进行了数值模拟,研究了火源功率、氯气泄漏时间等参数对环境温度和氯气浓度分布的影响规律。结果表明:化工厂氯气泄漏条件下,氯气主要在风的作用下沿着地面快速向下风向扩散;火灾条件下,厂房内的温度主要是以火源为中心随着距离的增加逐渐降低;而火灾-泄漏耦合条件下,氯气的泄漏扩散和火灾温度场都会发生显著的变化,一方面火灾产生的高温和热气流会使一部分原本沿着地面扩散的氯气在火源上风向附近向上扩散,同时下风口的火灾对氯气的扩散具有一定的阻隔作用,会减缓氯气向出口处扩散,另一方面泄漏出来的氯气会吸收空气中一部分热量从而降低泄漏口附近的温度。该研究结果可为化工厂危险区域的划分及事故救援提供参考。     

降雨入渗下残坡积土边坡的稳定性模拟研究

针对杭兰高速公路受降雨影响显著的非饱和残坡积土边坡,考虑降雨入渗的影响,通过对非饱和土水力特征参数的试验研究,用精度较高的Van Genuchten公式拟合土-水特征曲线,得出了非饱和渗透函数的特征参数;在此基础上,将饱和-非饱和非稳定渗流分析与有限元强度折减法相结合,进行了降雨入渗渗流场与应力场的耦合分析,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,并将计算所得到的暂态孔隙水压力用于考虑基质吸力影响的边坡稳定系数的计算;最后根据研究区的降雨气象资料,探讨了降雨强度、降雨持时对残坡积土边坡渗流场分布、发展和稳定性的影响。该研究可为滑坡地质灾害的预防提供依据。     

不同布桩方式对h型双排桩支护结构影响的数值模拟

h型双排桩是传统门架式双排桩支护结构的一种优化工程方案,相较于传统的双排桩支护结构,其具有结构整体刚度大、受力性能良好、施工成本和难度低等优点,已在基坑工程、滑坡治理工程中得到了广泛的应用.以湖北省某地区深基坑开挖项目为例,利用有限元软件PLAXIS 3D建立采用h型双排抗滑桩作为支护结构的多级开挖的基坑工程三维数值模...     

高速铁路桩网结构路基沉降变形数值模拟分析

本文以武广高速铁路乐昌段路基工程为依托,利用有限差分软件FLAC3D建立了数值模型,构造出作用于路基表面的列车荷载函数,并对该路基工程桩土应力分布、桩土沉降特征及路堤等沉面与桩间距、桩径等参数的关系进行了数值模拟计算与分析.结果表明:在桩体打穿软土层的情况下,桩土应力比主要由桩间距决定,且桩间距越大,桩土应力比也越大;桩间距越大,桩土差异沉降也越大;等沉面的高度约为桩间距的1.5～1.7倍.该研究可为高速铁路桩网结构路基的设计提供参考.     

无粘性土中抗滑桩桩间土拱形成机理分析

抗滑桩是防治滑坡灾害非常有效的工程措施,但工程实践中往往由于其设置的不合理使其并没有发挥应有的工程效益.本文从理论和数值两方面对无粘性土中抗滑桩桩间土拱形成机理进行分析,得出只要抗滑桩设置合理,在桩间就会形成土拱效应.在工程实践中,无粘性土中抗滑桩桩间土拱是以小主应力拱的形态存在的,要想形成稳定的土拱,桩前土体需要提供足够大的抗滑力.     

基于有限元数值模拟的碎石土滑坡变形研究

碎石土滑坡主要由降雨触发滑动而产生破坏,在多雨的山区较为常见。选择皖南山区典型碎石土滑坡——皂汰滑坡为研究对象,通过实地查勘,对其地质环境条件、结构特征和坡体稳定性进行了分析,并在此基础上,利用Geostudio软件建立有限元数值模型,对皂汰滑坡的变形特征和形成机理进行了数值模拟研究。结果表明:皂汰滑坡的变形可分为碎石土堆积形成、冲沟切割及古滑坡形成和松散堆积体进一步蠕动变形三个阶段,数值模拟计算结果较好地印证了滑坡稳定性的调查结果和解析法判断。     

软土基坑采用双排桩-锚索复合支护结构的工作性状测试与模拟

在分析双排桩工作机理的基础上,通过现场测试获取了悬臂双排桩和带锚双排桩在不同深度处的水平位移,为进一步了解连梁刚度和排距对双排桩支护结构的影响效果,采用PLAXIS有限元软件对双排桩支护结构的性能进行了数值模拟与分析。结果表明:双排桩支护结构能有效地控制基坑侧向变形,通过锚索能够进一步减小双排支护桩的水平位移;提高桩顶连梁的高度可以减小前、后排桩的水平位移,但当连梁高度增加到一定程度后对桩身水平位移的限制作用不再明显增加;双排桩之间排距的变化直接影响桩体水平位移,且存在位移控制效果最优的排距。     

紊流作用下泥沙释放磷的试验及数值模拟

为研究水体紊动对泥沙释放污染物的影响,引入近似均匀紊流模拟装置,开展不同强度紊动作用下泥沙运动释放磷动态过程及基本规律的试验,研究表明:紊动扩散作用对泥沙解吸释放磷有着十分重要的影响,紊动较弱时,泥沙尚未起动,床面泥沙颗粒吸附的磷元素解吸至孔隙水中,在垂向紊动扩散作用下输送至上覆水中,将使得上覆水中溶解态磷浓度增大;紊动作用较强时,泥沙逐渐悬扬至水体中,悬浮泥沙颗粒吸附的磷元素直接解吸至上覆水中,泥沙浓度越高,溶解态磷含量增长速率越大,达到平衡的时间越短.通过耦合紊流模型、水流泥沙数学模型、污染物对流扩散模型和Langmuir吸附动力学方程建立了紊动作用下泥沙释放磷的垂向一维数学模型,针对试验条件进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,平均相对误差低于10%,可为模拟天然水体中泥沙悬浮释放磷的时空演化提供参考.     

板料成形中的有限元数值模拟技术

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展及我国目前板料成形数值模拟技术的研究和应用水平.论述了美、日等发达国家在汽车覆盖件模拟方面取得的进展,指出了今后的研究方向.     

紊流作用下泥沙释放磷的试验及数值模拟

为研究水体紊动对泥沙释放污染物的影响,引入近似均匀紊流模拟装置,开展不同强度紊动作用下泥沙运动释放磷动态过程及基本规律的试验,研究表明:紊动扩散作用对泥沙解吸释放磷有着十分重要的影响,紊动较弱时,泥沙尚未起动,床面泥沙颗粒吸附的磷元素解吸至孔隙水中,在垂向紊动扩散作用下输送至上覆水中,将使得上覆水中溶解态磷浓度增大;紊动作用较强时,泥沙逐渐悬扬至水体中,悬浮泥沙颗粒吸附的磷元素直接解吸至上覆水中,泥沙浓度越高,溶解态磷含量增长速率越大,达到平衡的时间越短.通过耦合紊流模型、水流泥沙数学模型、污染物对流扩散模型和Langmuir吸附动力学方程建立了紊动作用下泥沙释放磷的垂向一维数学模型,针对试验条件进行数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,平均相对误差低于10%,可为模拟天然水体中泥沙悬浮释放磷的时空演化提供参考.     

板材成形模拟的研究和应用

介绍了板材成形数值模拟技术的研究和应用在国内外发展的概况 ,并从基本算法、单元模型和网格划分、材料模型、接触摩擦、起皱问题、破裂问题和回弹计算等方面介绍了弹塑性有限元的基本原理、关键技术和主要难点 ,结合在工厂实际生产中的使用情况和存在的问题 ,展望了板材数值模拟技术今后的发展方向     

三维有限元模拟中的网格重划

详细论述了网格重划技术的判断准则、新旧网格之间场量传递等 ,提出了两种进行包含测试的新方法交点判断法和矢量判断法 ,并成功地应用于新旧网格之间三维场量的传递。实例应用验证了该方法的正确性和有效性。     

摩托车油箱冲压成形数值模拟分析

应用PAM STAMP软件对摩托车油箱的拉延成形过程进行了详尽的有限元模拟分析 ,通过对模拟分析和实际冲压结果的比较 ,验证了摩托车油箱拉延成形模拟分析建模的合理性和模拟结果的准确性。并简要分析了模拟结果和实际冲压结果产生差异的原因。结果表明 ,采用PAM STAMP数值模拟软件可准确分析摩托车油箱的冲压成形过程。     

低含液管道内气液两相流动特性的数值研究

基于管内气液两相流动理论,建立了低含液管道两相流动数学模型,对管路内气相流场、液滴空间分布进行了研究。结果表明:运用边界层网格与增强壁面函数相结合的方法,能够很好地模拟近壁处流场;水平管内液滴群主要集中在中下部区域;弯头内离心力促使液滴群向外侧运动;受上游弯头的影响,竖直管内存在一对涡核,沿流动方向,竖直管右侧液滴群浓度逐渐下降,液滴群分布范围变大,有向左侧运动的行为。     

板材激光弯曲成形数值模拟的研究现状及展望

板材的激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属板材表面产生非均匀分布的热应力 ,从而使板材发生塑性变形的金属板材柔性成形新工艺。数值模拟已逐渐成为板材激光弯曲成形研究中的热点内容。综述了近年来国内外对激光弯曲成形过程的温度场及变形场进行数值模拟的研究现状 ,并对其应用范围和发展前景作了展望     

直齿轮成形数值模拟及实验研究

此文针对塑性挤压成形直齿轮时,齿端局部的充角比较困难的问题提出了两种解决方案:一是采取一定的工艺措施,尽量减少单纯为了局部充角而产生的塑性变形;二是制造多向流动的成形环境,使材料的多向流动改变局部充角时的应力状态。为了比较准确的掌握各工艺参数之间的关系,此文采用了上限元法(UBET)对直齿轮的挤压成形过程进行了正-反向模拟并且进行了优化计算。此文用工业纯铅对m=3,Z=18的直齿轮进行了实验。     

动力波洗涤器压力损失数值模拟研究

通过借助已有的多相流理论和数学理论对理想化后洗涤器中的多相流建立模型方程,利用经验公式及试验结果,进行数值模拟,将偏微分方程组封闭。借助计算机软件强大的计算能力,应用有限元法和压力速度校正等方法求解多元方程组。使得模拟计算值与实测值压力损失值产生的相对误差较小,两者吻合得较好。故模型对于复杂的多相流流动,输运方程的解收敛性很好,其精度相对其它模型要高。     

某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析

地震是引起边坡失稳的重要因素之一,文章以怒江上游干流左岸一边坡为例,利用Flac3D软件对其在地震工况下的稳定性进行了数值模拟分析。通过对比得出:在天然工况下,边坡塑性区域分布范围较小且零星,剪应变增量和位移场分布均合理分布,边坡处于稳定状态;在地震工况下,塑性区域形成贯通面,剪应力增量集中分布在基岩与变形带分界面,并且位移大幅增加,此时边坡处于失稳破坏状态。文章对揭示边坡在地震作用下失稳机制提供有益参考。     

地震海啸危险性概率分析的数值模型可靠性

随着地震危险性分析方法的成熟,地震海啸危险性评价工作也逐渐展开,并过渡为基于概率方法的危险性分析。对于没有足够历史海啸观测记录的地区,基于数值模拟的分析方法来评价该地区的海啸危险性是一种有效方法。本文选取了2010年以来发生的五次典型海洋地震,模拟海啸的产生和传播过程;对比分析模拟结果与观测数据后得出两者比较一致,从而验证了数值模型的可靠性,为今后我国地震海啸危险性概率分析提供了可靠的数值方法。．     

板材超塑性拉延过程的数值模拟

板料超塑性成形是一种全新的成形方法。用刚塑性有限元法对Zn 2 2Al合金U形拉延过程进行了数值模拟 ,分析了变形过程中工件的应力、应变、摩擦和厚度分布 ,揭示了成形过程中金属的塑性变形规律 ,为成形工艺设计提供了有效的分析工具。