甲烷催化燃烧NOx排放特性的数值模拟

采用详细表面反应机理与气相反应机理GRI 3.0对甲烷-空气混合气体在微型管道内的催化燃烧过程进行二维数值模拟,讨论了不同甲烷浓度对NO_x排放量的影响,并对不同孔径内的浓度场、温度场与流场进行了研究。模拟结果表明：甲烷浓度的提高增加了反应器的排烟温度和NO_x排放量;孔道内径通过影响气相反应速率和催化反应速率改变了孔道内的温度场和速度场,进而影响了NO_x的生成;孔径的减小使得反应器的单位面积放热量和NO_x排放量均降低。以上结果可为优化催化反应器设计、降低其NO_x排放量提供参考。     

基于倾角传感器的MC法优化设计60Co辐射屏蔽装置

实验室自主研发“葫芦娃”机器人在完成自动换装过程中需要倾角传感器对机械臂转动角度进行实时反馈。针对电子元器件耐辐照能力较弱的情况,本文为倾角传感器设计辐射屏蔽装置,利用MCNP程序建立屏蔽装置模型,通过对5个面的辐射通量分析,通过优化各面铅的厚度,减小整个屏蔽体的重量,研究开散热孔对屏蔽体整体性能的影响以及辐射衰减与距离之间的关系,初步验证了本文设计的辐射屏蔽装置作为高辐射场下屏蔽γ射线的模型所具有的合理性。     

薄互层AVO响应特征分析

行业公认技术作为流体检测的重要工具,近年来,在单一薄层AVO响应特征方面取得了许多重要成果,这些成果为地层中单一薄层流体检测定性解释奠定了良好的基础,但作为地层中沉积更为普遍更的地质结构——砂泥岩薄互层,研究相对较少。文中首先对声学介质和弹性介质条件下的薄互层AVO响应进行研究,其次利用交错差分弹性波动方程对韵律型含气等厚薄互层进行数值模拟,研究薄层数和单层厚度对薄互层AVO响应的影响,最后利用梯度的变化特征,对薄互层层进行分类,研究其截距梯度交会(P-G)属性。结果表明,薄互层的AVO响应在声学介质情况下会出现假亮点,在弹性介质中进行数值模拟更加合理。在弹性介质中与单层薄砂岩AVO响应进行比较,发现薄互层单层厚度小于1/8波长时,薄互层对顶面AVO效应起到加强的作用;而当薄互层单层厚度大于1/8波长小于1/4波长时,AVO效应较薄层情况减弱。随着薄互层单层厚度的增加,P-G值发生明显的变化。因此可以根据工区薄互层单层厚度和层数确定出薄互层发育的P-G属性的分布范围,从而指导储层预测,为勘探开发提供依据。     

光纤传感应力检测的相似模拟实验

为定量化研究矿山相似材料模型的岩层移动规律,采用光纤Bragg光栅传感器、百分表和光学全站仪等多种测量手段,建立了基于光纤Bragg光栅传感器的模型应力应变检测系统,模拟采场上覆岩层由于采动引起的移动变形过程。实验室搭建3 m×1.15 m×0.2 m的采场上覆岩层移动的相似材料模型,几何相似比1∶200,模型中埋入3个不锈钢封装和6个醋酸乙烯封装光纤Bragg光栅传感器,1个陶瓷封装的温度光纤光栅传感器用以温度补偿,模型共架设14个百分表和6条全站仪测线。实验结果表明,光纤传感器对模型开挖过程中的应力状态变化形成了监测,光纤传感器的波长漂移量与相应岩层的垮落形态密切相关;模型实际岩层运移影响了光纤传感器波长漂移量曲线的变化,在岩块断裂时引起的FBG04的最大波长漂移量为1 504.24 pm;实验所用的不锈钢封装传感器的平均灵敏度为32.53 pm/mm,醋酸乙烯封装传感器的平均灵敏度为56.32 pm/mm,醋酸乙烯封装的光纤Bragg光栅传感器平均灵敏度是不锈钢封装的1.73倍。     

向家坝水电站混凝土浇筑VR与智能进度模拟系统设计

针对向家坝水电站大坝混凝土浇筑施工工程量大、工期长、设备多、关系复杂等特点以及提高施工管理与决策科学性和效率的现实需求出发,以虚拟现实和人工智能领域的知识工程为理论基础,开发了向家坝水电站混凝土浇筑VR与智能进度模拟系统,并应用于工程实践.介绍了该系统的需求分析与实现思路、整体结构设计、系统功能设计以及系统实现的主要技术方案等研究成果,以期为相关工作提供参考和借鉴.工程实践应用表明,本系统具有形象性、智能化、综合化等优势,对于保证向家坝水电站大坝混凝土浇筑施工具有重要的实践价值.     

列车绕流的瞬态与稳态数值模拟对比

采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)和基于雷诺平均(Reynolds Average Navier-Stocks,RANS)的SST(Shear Stress Transport)k-ω湍流模型,分别对高速列车单车明线运行进行瞬态和稳态的仿真计算,通过与实车测试数据比较对数值模拟进行了验证.对比分析LES和RANS的计算结果发现:对于车头表面测压点,LES和RANS都能给出高精度的计算结果,且LES的瞬态计算结果表明,表面压力最大值在一个很宽的范围内波动;对于列车绕流结构,LES较RANS表现出更强的小尺度涡的捕捉能力,尤其表现在复杂的尾流区;通过气动力系数的傅里叶变换分析了波动的频域特性.LES在较复杂列车模型外流场模拟中的高计算精度,及其广泛的结果信息可以为列车的系统耦合设计提供可靠的数据参考.     

复杂地质条件下炮采工作面超前支承压力的研究

文中以刘河矿13031炮采工作面为实验工作面,采用现场实测和数值模拟的方法研究了复杂地质条件下炮采工作面的超前支承压力影响范围以及强度,为该条件下工作面的超前支护范围和强度提供依据。研究表明:超前支承压力峰值位置为工作面前方10 m,峰值强度为20MPa,超前支承压力影响范围为工作面前方0~50 m,其中剧烈影响区域为工作面前方0~23 m.     

一类非线性系统的稳定性及分岔分析

应用中心流形对一类含有二次和三次非线性项的Duffing系统降维,并数值模拟出其分岔图及Lyapunov指数图,对其进行分析,进一步研究其稳定性及分岔特性.     

铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟

利用LAMMPS建立8×8×8原子箱,采取EAM模拟大量铁原子体系。先对体系升温,让体系充分均匀,然后对体系进行不同冷却速度下的降温。经过分子动力学模拟得到能量温度曲线、径向分布函数(RDF)和体系结构。结果表明:冷却速度低于1.8×1010K/s时,结晶相变点和熔点基本重合;冷却速度超过1012K/s时,生成物为非晶;铁熔体的过冷度可达到700 K;冷却速度在1011K/s附近时,能够生成体心立方的Fe单晶。     

某拱坝结构非线性有限元稳定性分析

为分析拱坝坝体与坝肩稳定性,通过建立三维非线性有限元计算模型,计算了基本荷载组合、特殊荷载组合两种工况下拱坝的位移和应力.依据数值计算结果,绘制了位移等及应力等值线,采用有限元分析法分析了坝体应力结果,并从超载安全系数法和点强度储备安全系数法两个角度探讨了坝肩岩体的稳定性,结果表明：1）拱坝的最大位移发生在顺流方向,最大位移值为8.95 mm;2）正常蓄水水位和校核洪水水位时坝体的最大拉、压应力均满足容许应力要求;3）坝肩岩体的安全系数为3.8,满足安全要求.