含瓦斯煤岩突出过程数值模拟

含瓦斯煤岩突出是煤炭开采过程中一种复杂的工程诱发灾害。根据煤岩体变形与瓦斯渗流的基本理论 ,考虑煤岩介质材料力学性质的非均匀性特点以及煤岩介质变形破裂过程中透气性的非线性变化特性 ,建立了含瓦斯煤岩突出过程固气耦合作用的RFPA2D Flow模型。利用该模型对石门掘进诱发的含瓦斯煤岩突出进行了初步的数值模拟 ,模拟结果再现了煤岩介质在瓦斯压力、地应力和煤岩力学性质等因素综合作用下由裂纹萌生、扩展、相互作用、贯通直至失稳抛出的突出全过程 ,揭示了采动影响下煤岩介质渐进破坏诱致突变的非线性本质 ,包括含瓦斯煤岩破裂过程中应力场的演化 ,为含瓦斯煤岩突出机理研究提供一套全新的数值试验分析工具。     

地铁浅埋岛式站台列车火灾烟气蔓延的数值模拟研究

地铁车站及地铁列车为人流密集的公众聚集场所,一旦发生火灾事故,伤亡损失往往非常惨重。地铁作为现代化的城市轨道交通工具,承担着越来越重要的大客流运输任务。因此,深入开展地铁火灾安全的研究有助于地铁安全管理工作。针对地铁浅埋岛式站台列车火灾情况,利用数值模拟-场模拟方法,研究浅埋岛式站点内烟气横向流动和不同站层间的烟气纵向蔓延规律。分析烟气在隧道、站台及站厅内蔓延时烟气温度、有毒气体浓度、可见度等特征参数的分布情况;探讨了火灾时浅埋岛式站点内有效的气流组织形式,隧道排烟系统的运行模式;该研究结论有助于同类型的地铁车站的设计和运营管理。     

建筑风载数值模拟的影响因素

通过对建筑物周围风场的计算流体动力学(CFD)模拟计算与原型试验结果的比较,分析了在应用CFD计算时应该考虑的计算区域、进口边界条件、湍流模型和网格划分等各种相关因素对CFD数值模拟结果准确度的影响.结果表明,在各种影响因素中,计算区域影响相对较小,而进口边界条件、网格划分和湍流模型的影响相对较大;而且进口边界条件中速度分布对计算结果的影响大于湍流强度分布对计算结果的影响,是进口边界条件中的关键部分.同时,根据上述比较,建议在网格划分中,对几何外形简单的单个建筑的数值模拟计算,优先采用结构化网格划分方法;对于湍流模型的选择,一般的工程应用中,建议在初步设计阶段选择RNGκ-ε湍流模型,而在最终设计阶段采用雷诺应力模型.     

飞机炮击环境分析及模拟方法研究(下)

从飞机炮击环境的特性出发，指出GJB150．20－86窄带随机加宽带随机飞机炮振试验方法的局限性以及应用傅立叶分析方法分析炮击信号的不合理性，提出应用时－频联合分析方法进行炮击信号分析的可行性以及小波（Wavelet)分析技术用于炮击信号中确定性信号和非平稳随机信号分离的应用途径。最后，提出适用实验室炮击环境模拟的脉冲方法（Pulse Method)数学模型。     

关于地铁轴流风机叶片发生断裂和出现裂纹的分析

叶片断裂和裂纹是旋转机械中普遍存在的一种安全隐患。对其发生规律进行分析是十分重要的。笔者针对地铁通风系统的某型号 18#轴流式风机发生断裂和出现裂纹的情况 ,采用Star—CD流体计算软件和ANSYS有限元软件计算了有、无软连接两种情况下的风机内流场和风机叶片的内应力。结果表明 ,软连接结构虽然对风机的内流场和叶片内应力有影响 ,但不足以对风机安全运行构成威胁。同时 ,分析了导致叶片断裂和出现裂纹的多种因素 ,并提出了避免类似现象发生的若干建议。     

洪水多站峰量同时模拟的随机模型

洪水过程是一复杂的随机动力系统，随机模拟技术至今仍是研究洪水过程时空统计特性的有力工具。该文以同时模拟上游站、下游站及其区间的最大洪峰流量、最大五日洪量和最大十二日洪量为例，建立了一种简便而适用的随机模型。实例结果表明，该随机模型是可行而有效的，在水资源系统工程的理论与实践中具有重要价值。     

Analysis and Case Study of Duststorms in the Beijing Area

Dust weather conditions with strong wind often occur in Beijing during spring. The number of duststorms in Beijing has declined since 1954. In the last two years, however, the number of duststorms in Beijing has increased drastically due to frequent cold air movements and the deteriorated ecological environment. The heaviest duststorm in the last decade in Beijing occurred on 6 April 2000. It was caused by the development of a high-level small trough along with strong northwest wind behind a large trough that moved eastward and developed a strong cold air system. A non-hydrostatic meso-scale numerical model (MM5) gave a good forecast to the duststorm's major features and movement. Simulated results showed that there was a strong vertical ascending motion with a strong positive vorticity center in mid and low level. The mesoscale structure's formation and development and movement were consistent with the passage and moving direction of the duststorm. At the same time, the trajectories of air particles during this duststorm event and another case (on 27 March 2000) were estimated and analyzed, which had the comparable results with the real situation and the trajectory monitored by meteorological satellite. The trajectories analysis could help us study the transport track and sand source to some extent.     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

夹层电缆引发火灾的实验研究

模拟现代建筑夹层中贮藏大量未加金属导管防护的电线电缆所引发的火灾效应.在一个全尺寸燃烧套房模型中进行了起火室和顶棚夹层空间电缆火灾的实验研究,并采用大涡模拟的方法对实验中烟气速度场进行了数值模拟.结果表明,加明火源可以加强电缆的火灾功率;通风状况对夹层电缆火灾的温度场、烟气遮光度和火灾功率有明显影响.电缆燃烧产物中主要毒性气体为CO.电缆在夹层燃烧时,CO和CO2浓度均高于目标室和起火室中的浓度.而夹层毒气最为集中,其CO浓度远远超出OSHA和IDLH标准.电缆在夹层燃烧时发生火灾的危险性较大.