预焙铝电解槽三维槽帮形状的模拟计算

应用APDL语言设计一种新型的三维槽帮形状计算算法,通过循环调用前处理、求解和后处理模块,自动调整三维槽帮表面节点坐标,实现铝电解槽三维槽帮形状的计算.选择成熟的180 kA铝电解槽作为研究算例,在有限元软件ANSYS的平台上建立四分之一槽电热模型,并引入热接触来描述熔体与槽帮、阳极和阴极等之间的对流传热,进行三维槽帮的数值仿真研究.采用这种三维计算方法可以更加真实的考虑铝电解槽的结构和工艺参数情况,电热耦合计算又将电场对热场的影响考虑在内,更加符合实际情况.研究结果表明:该算法得到的槽帮形状与实测结果基本一致,同时验证铝电解槽槽帮在小面厚度大于大面厚度,而在角部处槽帮最厚的规律.该方法可为新型铝电解槽设计提供技术支撑.     

熔融还原高温煤气余热改质的数值分析

针对熔融还原反应器产生的高温煤气不能直接进入预还原反应器,提出在两步法熔融还原工艺中耦合煤气改质反应器,建立能量平衡和动力学模型,对待改质气的温度和成分与改质后还原势及富氢程度的关系进行计算,定量给出改质炉设计的2个关键参数碳基填充床高度和碳颗粒粒度对改质过程的影响.研究结果表明:在满足预还原要求温度条件下,COREX终还原炉煤气经改质氧化度可由0.100降至0.065,HiSMELT熔融还原炉炉顶煤气氧化度可由0.625降至0.223.煤气改质使熔融还原产生的高温煤气自身废热物理能转变为还原势化学能,使煤气的能量利用更加高效、合理.     

窄脉冲放电荷电器极间不同位置的荷电研究

 研究了不同电压下的窄脉冲荷电,利用密立根油滴仪测量了有无导流柱情况下的液滴荷电量.研究表明,无导流柱的情况下,窄脉冲放电电压低于火花放电电压时,随着电压的增加,气溶胶颗粒的荷电电量也随之增加,当电压达到火花放电电压时,窄脉冲放电的荷电量最大,但当所应用电压大于火花放电电压时,荷电量反而下降.应用导流柱时,可以避免流注放电中等离子区内的电中和,所以应用的电压大于火花放电时,应用导流柱的情况下,气溶胶颗粒的荷电量大于无导流柱时的电压,但当电压低于火花放电电压时,导流柱的应用则不利于气溶胶颗粒荷电.同时也研究了导流柱直径对荷电量的影响,指出导流的直径为2cm时最有利于窄脉冲荷电.研究为以后窄脉冲荷电的应用提供了依据.     

凹腔超声速燃烧室燃烧流场数值模拟

对带凹腔结构的燃烧室二维甲烷燃烧流场进行数值模拟,采用迎风三阶精度MUSCL格式求解二维含组分守恒N-S方程,湍流模型采用剪切修正的RNG k-ε湍流模型,分别分析了凹腔不同长深比和导流槽结构对燃料燃烧的影响.对喷甲烷燃烧工况进行了计算研究,结果表明:凹腔可以提高燃烧效率,却使总压恢复系数降低;凹腔的长深比越大,燃烧效率越高,总压恢复系数越低;导流槽可以在总压恢复系数较高的情况下进一步提高燃烧效率.     

白鹤电厂泵房进水间导流板倾角优化数值模拟

基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,采用非结构化网格和SIMPLEC算法对白鹤发电厂二期工程取水泵房进水间流道进行优化计算,并对进水间前导流板角度变化时流态变化进行比较计算,确定较优的导流角,增强泥浆泵的排沙效果.计算结果表明当前导流板角度为30o和后导流板角度为35o时有较好的流态,此时流道底板附近流速较大,并且整个流道内有较强烈的湍动流产生,大部分泥沙可以达到冲淤平衡.对多泥沙河流泵房取水间的设计、运行及维护有一定的参考价值.     

电活性聚合物能量转换机理及实验研究

基于介电高弹聚合物理论构建电活性聚合物发电过程的数学模型,以揭示硅树脂电活性聚合物在电致大变形过程中的机电耦合规律及能量转换机理;根据能量收集的循环过程建立了恒电压、恒电荷、恒电场和恒电流条件下的能量收集模型及混合能量收集模型;针对机电能量的转换效率对比分析各种模型的性能;同时,搭建风能发电机实验装置并进行恒电荷条件下发电过程的能量收集实验.结果表明,恒电荷条件下的能量收集模型的能量转换效率最高.     

异构Redis集群大规模评论数据存储负载均衡设计

大规模评论数据的存储与查询性能对构建于其上的各类应用的快速响应具有重要影响.同时,异构计算环境中各计算节点性能呈现差异,如何充分开采各节点的计算和存储性能,优化大规模评论数据的存储与查询性能,是一个关键挑战.基于Redis集群的数据管理优势,首先提出了一种同构环境下基于卡槽存储平衡的大规模评论数据存储模型;然后论证了卡槽数目与节点查询效率的关系,以"负载与访问性能相平衡"的原则分配卡槽,进一步设计了异构环境下的集群节点负载计算和存储分配方法,充分开采了异构Redis集群中不同节点的性能.实验结果表明,提出的存储模型具有很好的存储平衡效果,提升了集群的整体查询效率.     

地下连续墙成槽过程中阳角处槽壁的稳定性分析

利用极限分析上限解理论分析了泥浆护壁作用下阳角处槽壁的稳定性,建立了失稳面为对数螺旋锥面的三维失稳模型,得到内耗散功率、重力功率、泥浆压力功率的表达式,通过求解能量平衡方程得到了槽壁安全系数的上限解,并研究了在不同参数（泥浆容重、泥浆液面深度和内摩擦角等）下槽壁安全系数的变化规律.结果表明,随着泥浆容重、黏聚力、内摩擦角的增加,槽壁安全系数增大;随着泥浆液面深度、开挖深度、开挖步长的增加,槽壁安全系数减小.     

基于镍铁冶炼工艺流程中物质流和能量流的模型与软件

通过对镍铁冶炼生产工艺中物质流和能量流平衡过程研究,获得了镍铁冶炼工艺中各个环节热量的利用率和损耗情况,以及红土矿、还原剂和熔剂在各部分中反应率,并分析了红土矿和镍铁合金中Ni含量对炉渣中镍铁成分的影响.构建针对镍铁冶炼工艺系统的总体物质流和能量流计算模型,在保证系统总体计算模型的前提下,又具有协同各子工艺系统的物质流和能量流计算模型的功能.依据各子工艺系统中物质流和能量流的关联性,计算烟气和炉气的利用率及热量损失,并利用VB软件对冶炼工艺流程计算软件进行开发.     

压电复合材料中正六边形孔边裂纹反平面问题

基于压电复合材料力学,通过引入合适的数值保角映射函数,运用Stroh公式和复变函数方法,研究了压电复合材料中含正六边形孔边两不对称裂纹的反平面问题.首先由压电复合材料反平面问题的本构方程和力-电平衡方程推导出其控制方程,结合留数定理和Cauchy积分公式,求解出电不可通和电可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析表达式.数值算例分析了正六边形的孔洞边长、裂纹几何尺寸以及机电载荷对等效场强度因子和能量释放率的影响规律.研究结果表明:正六边形孔洞边长和裂纹长度的增加会导致等效场强度因子的增大;在电不可通和电可通边界条件下,能量释放率随着正六边形的边长、裂纹的长度和机械载荷的增加而增加.在电不可通边界条件下电位移既可以促进又可以抑制裂纹的扩展,而在电可通边界条件下电位移对裂纹扩展没有影响.     

桥丝式电火工品安全电流的预测

通过瞬态脉冲无损检测试验得到桥丝式电火工品的电阻和集总热散失系数等电热响应参数,利用这些电热响应参数分别采用Rosenthal的集总热参数模型和BP神经网络模型方法预测电火工品的安全电流。结果表明：两种方法预测的安全电流较高的电火工品,在相同的恒流脉冲下发火的概率较小。电火工品瞬态脉冲无损检测技术与BP神经网络模型方法相结合,可以用来预测电火工品的安全电流。     

单电极直流电弧炉热态模拟试验研究

在容量250 kg的单电极直流炼钢电弧试验炉上进行了热态模拟试验研究,探讨了伏安特性、功率、电效率以及耐火材料烧损指数等单电极直流电弧炉的电热特性。试验研究结果表明,单电极直流电弧炉具有不同于三相交流电弧炉的电热特性。     

水下直接排放低温液体的传热分析

研究了低温液体的水下直接排放问题,分析了低温液体与水之间的传热过程及其特性,给出了一种处理问题的方法,建立了超临界液一液传热模型、动态液-(气-)液传热模型,不同的传热模型适用于不同的排放环境压力(即水压),根据动态液-(气-)液传热模型进行了初步的计算,计算结果表明,在一定水压下,选择适当的低温液体初始状态及排放口尺寸,完全可以维持一段低温液柱,实现低温液体的顺利排放。     

不排水条件下黏土本构关系的数值建模

采用数值建模方法建立了不排水条件下黏土的弹塑性本构模型,为不排水条件下土体工程的计算机仿真提供了符合实际的本构方程.通过可视化给出整个应力场中排水与不排水条件下剪应变的三维变形曲面,对比两者发现,无论应力范围还是曲面坡度都存在显著差异;排水与不排水条件下的剪切屈服轨迹基本变化趋势相差不大,但不排水条件下剪应变上升较快;排水条件下的体积屈服轨迹开始稍微向右偏转,然后缓慢地向左偏转,而不排水条件下体积屈服轨迹开始也稍微向右偏转,然后较快地向左偏转.     

基于能量耗散的应力引起的土体各向异性模型

从热力学定律出发,介绍了土体受力变形过程中能量耗散函数的合理表达形式,据此导出耗散应力空间中的屈服函数及流动法则.分析迁移应力,确定了真实应力空间中的屈服函数,并采用旋转硬化规律考虑应力引起的土体各向异性.这种模型以自由能函数和耗散函数为基础进行整体构造,自动满足热力学第二定律,不需要引入其他假定.提出了利用弹塑性本构模型计算三轴试验曲线的方法.采用遗传优化算法拟合了某土料三轴排水剪切试验结果,确定了模型参数.用得到的模型参数计算绘出其他固结应力下三轴排水剪切曲线,并与实测曲线比较,验证了模型的有效性.     

考虑物态变化的六参数砂土本构模型

以往的大多数砂土本构模型仅采用相对密度作指标,把初始密度不同的砂土当作不同的材料,需采用多组不同的材料参数。本文基于状态参数概念,提出了一个数学描述简单、仅有6个材料参数的砂土本构模型。该模型能够同时考虑相对密度和有效围压两个因素对材料物态变化的影响,并只用一组材料参数即可描述较大的围压和密度范围内砂土的排水应力应变响应。通过不同围压和初始密度条件下的三轴排水试验结果与数值模拟结果的对比,初步验证了模型的有效性。     

环颈雉食管和气管的血液供应研究

用血管铸型法和大体解剖学方法对 5只环颈雉的食管和气管的血供进行了解剖学观察 ,结果表明 :分布于食管的动脉有颈总动脉食管支、食管升动脉、颈升皮动脉食管支和食管降动脉 .分布于嗉囊的动脉有嗉囊左、右前动脉和嗉囊左、右后动脉 .分布于气管的动脉有自颈总动脉分出的气管支、气管升动脉和气管降动脉 .分布于肺外支气管的动脉有由颈总动脉发出的支气管支 .回流食管和气管颈段前部的静脉汇入下颌静脉 ;回流食管和气管颈段中后部血液的静脉汇入食管气管静脉干 ;回流食管胸段前部和气管胸段大部血液的静脉汇入食管气管静脉干 ;食管胸段中后部和气管胸段后部以及支气管血液的静脉直接汇入颈静脉根部 .嗉囊左后静脉汇入食管气管静脉干 ,嗉囊左、右前静脉和右后静脉直接注入左颈静脉     

纤维板废水的多级处理

纤维板废水通过内外结合，综合治理，实现白液９５％循环回用，仅外排５％，回收了有用物质，节约了大量新鲜水、外排废水通过多级处理达到国家规定的排放标准。     

新生界底部含水层三维数值模型及疏放性评价

通过对安徽祁东煤矿新生界底部含水层("四含")的水文地质条件分析,建立了水文地质概念模型和数学模型。运用V isualM odflow软件对模型进行识别和验证,从而识别出"四含"内部参数特征。运用识别后的模型采用两种方案对"四含"进行疏放,结果表明:"四含"在一定时间内是能够疏干的,方案2的时间效益优于方案1,这为"四含"水害的防治、煤岩柱类型划分与高度的合理留设提供一种重要的参考依据。     

采空区高位钻孔瓦斯抽放的数值模拟

依据Darcy定律,在Navier-Stocks方程的基础上,对祁南煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题作了计算分析,并进行了CFD数值模拟.从理论上模拟采空区瓦斯聚集过程,直观展示了瓦斯抽采时采空区流态、瓦斯分布变化.把抽放钻孔布置在顶板裂隙内,结合上隅角埋管实施瓦斯抽放,该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用,现场管路测量显示,可抽出高浓度瓦斯达30%～80%(体积分数),工作面回风瓦斯的体积分数基本控制在0.3%以下.