基于抽水试验的基坑降水引起地面沉降的预测分析

结合上海地区某基坑抽水试验工程,介绍了通过单井和群井抽水试验获得水文地质参数的方法;通过软件建立了三维渗流计算模型并对可能采用的基坑降水方案进行了数值模拟;结果表明:采用的获取水文地质参数的方法合理,建立的数值模型能较好的反映基坑降水的实际情况.最后,基于有效应力原理,通过一维压缩公式,预测了基坑降水引起的基坑内外的地面沉降,为基坑设计和施工提供了环境影响分析的依据.     

基于ABAQUS的框架结构模态数值模拟

为了研究结构的模态分析问题,从而得到结构特定的固有频率、阻尼比和模态振型,建立了四层框架结构的有限元模型。通过对结构的模态分析得出结论:第一阶模态和第二阶模态以水平方向为主,第三阶模态以竖向位移为主,为结构的抗震设防提供了有一定的参考价值和指导意义。     

基于流固耦合理论的郑州地铁隧道开挖数值模拟

以郑州地铁某区间的隧道施工为背景,采用基于流固耦合理论的COMSOL Multiphysics多物理场耦合的有限元软件对隧道开挖引起的地面沉降、不同的隧道埋深和地下水位进行数值模拟,并与现场实测结果进行对比分析.结果表明,隧道开挖前,渗流场的压力和应力场的有效应力沿水平方向均匀分布;地表沉降的数值模拟结果与实际较为接近;隧道埋深越深、地下水位越低对地表沉降的影响越小.     

深基坑降水与地面沉降变形三维耦合数值模拟

以比奥固结理论为基础，考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化，将地下水渗流场和土体应力场进行耦合，建立了深基坑降水与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型，并采用三维有限元数值分析方法，以上海市环球金融中心深基坑降水为例，模拟预测了基坑中心水位降至标高-23．4m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征．结果表明，该模型稳定性好，收敛速度快，能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构。     

基于ABAQUS的墙板受压数值模拟

利用ABAQUS建立轴心受压墙板的有限元模型,模拟结果与试验结果吻合较好,论证了模型的正确性和可行性.通过在ABAQUS中建立墙板受压的模型,分析了分布钢筋的直径、混凝土的强度等级和混凝土面层的厚度对墙板轴心受压承载力和最大侧向位移的影响,结果表明:混凝土面层厚度对于承载力影响最大,混凝土强度等级影响次之,钢筋直径的影响最小.     

基于VOF模型的抽水蓄能电站全过流系统水轮机工况数值模拟

为了更加全面地分析抽水蓄能电站水轮机工况的流动特性,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机以及尾水隧洞的全过流系统几何模型,采用两相流VOF模型对不同导叶开度的水轮机工况进行三维湍流数值模拟,计算各过流部件的水力损失,并详细分析了机组段流场。结果表明:抽水蓄能电站的水力损失主要发生在机组段,而输水系统的水力损失相对较小,约占总水力损失的18.6％;导叶开度不同从而引起叶片压力面与吸力面的压力差不同,这是导致转轮水力损失不同的主要原因;尾水管内的流态与导叶开度有关,开度越小,在尾水管进口处越容易形成回流,水力损失越大。      

抽水蓄能电站泵工况断电过渡过程数值试验

建立包括引水系统、调压井、水泵水轮机组与尾水系统等部件的抽水蓄能电站几何模型,采用基于VOF两相流模型的三维湍流计算方法对其泵工况断电过渡过程进行了数值试验研究,获得并分析了若干参数随时间的变化规律和不同时刻流场的演变过程,与电站原型试验资料进行了对比.结果表明:机组转速、蜗壳和尾水管进口静压极值与试验结果基本一致,三维湍流过渡过程研究方法具有较高精度.电站外特性变化剧烈,依次经历水泵、制动和水轮机瞬态工况.各部件流场的演变与外特性的变化密切相关,相互影响.制动工况流量变化存在"拐点",相应时刻反向流量最大,叶片压力不均匀,尾水管流态较差,有明显的水击现象.     

基于MFX的风机叶片数值模拟分析

以某流通风机叶片为研究对象,利用计算流体力学软件CFX,采用标准k-ε湍流模型对风机的三维流场进行数值模拟.在假定数值模拟的准确的前提下,利用结构动力学软件ANSYS中的MFX耦合模块对风机叶片进行流固耦合分析,讨论了标准风量下风机运行时叶片的安全性,为风机的设计提供有利的参考.     

基于抽水试验的水文地质参数三维进化反演

提出求解水文地质参数的遗传反演算法，并将该方法应用于玄武湖隧道工程抽水试验中，结果表明，用遗传算法反演水文地质参数是可行的，这种方法的优点在于只须给出参数的取值范围，就可自动地搜索出最优参数值。     

TTU标模风压数值模拟及试验对比

以国际通用的低矮建筑标准模型TTU（德州理工大学）模型为考察对象，在同济大学TJ-2建筑风洞中进行了1：50缩尺模型的风洞试验研究．通过风洞试验数据与原型场地实测数据的对比，以评估风洞模拟技术的可靠性；同时，基于国际商用软件Fluent的RSM（雷诺应力）模型和CFX的SST（剪切应力运输）模型，从数值模拟的角度研究了TTU实尺度模型的定常绕流场．将数值预测的压力场与实测结果及缩尺模型风洞试验数据进行了比较，分析了风洞试验与场地实测之间、数值模拟与试验之间的异同，得到一些有参考价值的结果．     

层裂试验的数值模拟

近年来,层裂试验被用于测量脆性材料的动态拉伸强度,学者们提出通过初始层裂位置以及自由表面速度来计算层裂强度的方法,这两种方法的计算精度需要进一步研究.本文通过有限元模拟研究了层裂试验,结果表明,采用层裂位置来计算层裂强度的方法可以获得较高的精度,但是对波形有一定的要求.不应该采用半正弦波,而应该采用上升沿和下降沿部队称的波形.采用自由表面速度来计算层裂强度的方法应该采用上升沿时长小于下降沿的波形,但是无论采用什么样的波形,此方法基于简单波理论,带来不可忽略的误差,还需要进一步的改进和研究.     

混凝土SHPB束杆试验的数值模拟

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件对混凝土SHPB束杆试验进行了数值模拟研究.获得了砂浆混凝土的部分HJC本构模型参数,在此基础上模拟了试验过程中的应力波信号、试件的应力应变曲线和破坏形貌变化过程,模拟结果与实测结果有良好的吻合性.研究表明,获得的HJC模型参数是可信的,并分析了模拟冲击过程中试件内部应力、应变和破坏形貌的变化.     

污水泵站进水流态的分析及其改进

根据上海市污水治理二期工程SA泵站水力模型试验,分析城市污水泵站前池普遍存在的不良进水流态现象及其对水泵性能的影响,提出前池流态改善措施．试验表明,改进后的前池使流态得到明显改善,水泵机组效率明显提高,并可有数降低泥沙淤积．     

新概念深水半潜式生产平台水动力截断试验与数值计算

对一新型深海半潜式生产平台的水动力性能进行模型试验和数值计算分析.与传统直立柱结构的半潜式平台不同,该新型平台的4根立柱在水线面以上向内倾斜.由于平台工作水深为1.5 km,模型试验时需通过数值分析进行等效截断设计.对平台6自由度运动响应和系泊缆受力的研究表明,模型试验结果与数值计算结果基本一致,该新型半潜式生产平台具有良好的水动力性能,满足规范要求.
     

泵站前池底坝整流数值模拟研究

基于N－S方程和标准的k－ε紊流模型,采用交错网络系统,对泵站前池底坎整流的流动进行数值模拟,准确预测了底坎整流的流动场结构,数值分析结果表明底坎分离流动主要经历了阻水、边界层分离、再附和充分发展四个过程,研究发现水流过坎后旋滚区长度决定了底坎的设置位置,文中提出的数值方法,可用于准确矛盾坎后的旋长长度和底坎位置,通过计算结果与实验资料相比较,表明模拟结果是可信的。     

软土流变试验的数值模拟

首先讨论了在进行软土工程数值模拟时选取软土流变本构模型的原则 ,然后根据实验室的试验数据提出了一种层叠式的流变模型 ,并利用位移反分析方法求得了土样的有关参数 .由于在进行位移反分析时 ,采用了非线性优化方法 ,为此通过目标函数随各个参数变化的影响分析来确定各设计变量的初始值 .计算实例表明 ,数值模拟的结果与试验结果相当吻合     

放射性废物蒸汽重整垂直管内流场反应耦合数值模拟研究

近年来,蒸汽重整技术在放射性有机废物处理方面得到了越来越多的关注。蒸汽重整的矿化还原反应炉主要采用流化床结构。其反应器内部的流场呈现多维耦合的特性,针对反应器内部多维耦合流场进行分析是优化反应器结构、确定反应参数的必要步骤。建立了包含气固两相流及树脂热解反应的耦合模型;并以小型蒸汽重整垂直管反应器为研究对象,对垂直管的表观气速及垂直管结构、垂直管内多维耦合流场进行了分析,确定了垂直管反应器的最佳结构参数及含固率分布。计算结果表明,扩径比为1∶2时,垂直管内的反应状态最佳。热态下固含率在提升管变径段内有所下降,但颗粒流型基本保持不变。     

竹质框架模型动力试验的数值仿真研究

为了确保进一步研究设置耗能减振装置结构仿真分析的可靠性,首先借助于小型振动台,对无耗能减振装置的三层竹质框架模型进行了振动台试验,测试了实际模型的自振频率和不同测点加速度时程数据。其次利用有限元计算软件MIDAS/Gen建立竹质框架数值模型,分别通过调整数值模型竹材的弹性模量和阻尼比,使数值模型与实际模型的自振频率和加速度时程数据最大值相等的方式进行数值仿真研究。仿真研究得到的数值模型与实际模型的加速度时程曲线吻合良好,并证实了结构的阻尼比取值随地震波振动强度的增大而增大的结论。     

单锚的力学模型与数值仿真试验分析

评述了国内外预应力锚固的力学机理与力学模型的研究现状和发展趋势，及分析模型的思路和方法，应用作者提出的接触摩擦界面单元，分析模拟锚索，浆体与岩体界面之间的相互作用和耦合效应，分析中首次考虑了预应力对岩体损伤张量的影响，对单锚的力学机理加固效果进行了系统的数值仿真试验分析研究，得到了许多对工程有益的结论与启示。