空调房间湍流流场的数值模拟

建立了描述空调房间流场的k—ε湍流模型,并用大型通用有限元软件ANSYS对其进行了数值模拟。结果表明：送、回风口的位置相同,房间的湍流结构大体相似。文中还对房间的给风速度进行了优化计算。     

二维平流输送问题的Euler-Taylor-Galerkin有限元方法及其数值实验

介绍了二维平流输送问题的Euler-Taylor-Galerkin(ETG)有限元方法,并进行了数值实验。笔者首先采用时间分裂技术将二维问题转化为一维问题,然后对每个一维问题应用ETG算法。为抑止在陡峭梯度区域附近出现的非物理振动和负值,使用了Forester的非线性滤波器。笔者采用余弦函数和高斯函数2种二维分布在一个纯旋转流场中输送的个例,研究了算法的性能并讨论了时间步长和空间网格分辨率对算法精度的影响。      

钢制环氧套筒修复环焊缝缺陷管道影响因素研究

为研究钢制环氧套筒不同结构参数对X80管道环焊缝缺陷修复补强效果的影响,基于ANSYS有限元软件建立钢制环氧套筒修复含环焊缝缺陷X80管道的有限元模型,在内压与弯矩荷载联合作用下进行有限元模拟,并验证该模型的有效性及准确性。研究结果表明：随着钢制环氧套筒厚度(H)和长度(L)的增加,修复补强效果逐渐加强;当厚度(H)和长度(L)达到一定值后,修复补强效果不再改变;随着环氧树脂厚度(δ)的增加,修复补强效果逐渐变差;采用环氧树脂厚度为15 mm且钢制环氧套筒厚度和长度分别为27,1 800 mm时,对直径为1 016 mm且壁厚为15.3 mm的含环焊缝缺陷X80管道的修复效果达到最优。     

危化品罐车自封堵式安全截断阀设计与分析

为解决危化品罐车的储罐阀门管线等关键部件易损坏造成危化品泄漏的问题,基于系统本质安全原理设计1种内置自封堵式安全截断阀并对其关键部件强度进行校核计算,建立实现阀芯阀座有效密封的三维实体模型并完成有限元分析。结果表明:在阀座密封面与球形阀芯接触处出现最大应力,阀座承受的最大应力小于材料的最大屈服应力,内置自封堵式安全截断阀具有较高的可靠性,可为危化品储运相关安全装置设计提供理论参考。     

不同穿越角度对采空区埋地管道力学行为的影响

为解决采空区煤矿工作面逐渐开采引起的埋地管道力学行为变化问题,以实际地质参数为基础,运用有限元软件建立管-土三维有限元模型,模拟水平煤层工作面推进方向与管道走向之间不同夹角以及不同煤层倾角时工作面逐步开采引起的埋地管道力学行为变化,得出在2种情况下埋地管道的力学行为时变性规律。结果表明:水平煤层不同夹角开采时,在开采中后期,随着开采时间的不断增加,大夹角工况下的管道最大应力位移增长速度比小夹角工况快;开采完成后,水平夹角越大管道越危险;不同煤层倾角时,埋地管道最大位移变化随开采时间的增加基本呈线性趋势,且煤层倾角越大,管道的最大位移越小,管道越安全。     

大跨度斜拉桥抗震性能分析与减震控制研究

本文以香溪河大桥为工程背景,利用大型有限元软件ANSYS建立该斜拉桥的有限元模型,进行地震作用下的动力非线性时程分析,并以COMBIN37单元模拟非线性粘滞阻尼器,研究了粘滞阻尼器参数对桥梁抗震性能的影响规律,并确定了合理的阻尼器参数取值。并对未设置与设置粘滞阻尼器的桥梁结构地震响应进行数值分析与比较,分析结果表明:合理设置粘滞阻尼器,可以有效降低桥梁结构关键部位在地震作用下的位移响应,并对结构内力也有一定的降低。本文研究结果为大跨度斜拉桥振动控制分析及工程应用具有重要的指导意义。     

Influence of ATD versus PMHS reference sensor inputs on computational brain response in frontal impacts to advanced combat helmet (ACH)

ABSTRACT

Objective: This study analyzed the influence of reference sensor inputs from anthropomorphic test devices (ATDs) versus postmortem human subjects (PMHSs) on simulations of frontal blunt impacts to the advanced combat helmet (ACH).

Methods: A rigid-arm pendulum was used to generate frontal impacts to ACHs mounted on ATDs and PMHS. An appropriately sized ACH was selected according to standard fitting guidelines. The National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) head was selected for ATD tests due to shape features that enabled a realistic helmet fit. A custom procedure was used to mount a reference sensor internally near the center of gravity (CG) of the PMHS. Reference sensor data from the head CG were used as inputs for the Simulated Injury Monitor (SIMon). Brain responses were assessed with the cumulative strain damage measure set at 10%, or CSDM(10).

Results: Compared to ATD tests, PMHS tests produced 18.7% higher peak linear accelerations and 5.2% higher peak angular velocities. Average times to peak for linear accelerations were relatively similar between ATDs (5.5?ms) and PMHSs (5.8?ms). However, times to peak for angular velocities were higher by a factor of up to 3.4 for PMHSs compared to ATDs. Values for were also higher by a factor of up to 13.1 when PMHS inputs were used for SIMon.

Conclusions: The preliminary findings of this work indicate that small differences in ATD versus PMHS head kinematics could lead to large differences in strain-derived brain injury metrics such as CSDM.     

有热源巷道风流温度分布非稳定模型及数值计算

针对矿井有热源巷道中风流温度分布非稳定计算问题,通过通风巷道存在放热源-对流-扩散-热交换的非稳定温度传播方程,建立一维有限元数值模拟求解方法的数学模型,讨论按放热强度（2类热流量条件）的热源项处理算法,给出有热源通风巷道风流初始温度均匀分布与非均匀分布的定解条件,并编写计算机仿真程序进行求解计算。结果表明:在起点27 ℃-热源300 kW和起点32℃-热源100 kW的不同边界条件和热源强度下,有热源通风巷道中温度分布的非稳定传播过程;数值解收敛准则用Peclet数来衡量,取Pe<2作为收敛条件,程序中根据Peclet数自动加以判断,算例中剖分单元长度1.5 m,模拟时间步长取2 s不发生振荡。实现了巷道中风流各点的温度和温度分布随时间的变化过程的描述,为矿井系统多设备热源散热计算及热害防治设计提供基础算法。     

深部采场进路开采顶板稳定性分析与支护设计

为降低深部矿体开采中冒顶事故的发生概率,确保井下安全开采,采用Q系统分级法、RMR岩体分类和BQ分级法对矿区岩体进行质量评价,结合块体理论和三维有限元分析进路开挖后顶板的稳定性。研究表明:部分岩体在进路开挖后顶板处出现较大拉应力集中,抗拉稳定性降低,极有可能出现冒顶事故。针对这类不稳定岩体,提出永久巷道采用锚喷支护,临时巷道采用锚杆穿带支护;并运用悬吊理论、组合梁理论、屈服强度理论和安全系数法分析支护条件下进路顶板的稳定性,优化支护结构参数。通过振弦式锚杆应力计收集现场未支护巷道与支护巷道轴向力,得出该支护设计对开挖后岩体变形起到了明显改善作用。     

地下水污染物的有限差分模型的修正

为了更好地研究地下水污染问题,在泰勒级数分析的基础上,对一维地下水污染的模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了修正后的有限差分解,并对差分格式的稳定性进行了分析。结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的。本文的研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种科学依据。