多孔介质界面对微流道散热器流动与换热性能的影响

本文构建了微流道散热器壁面结构流动与换热数值模型并对模型正确性进行了验证,利用该模型研究了壁面多孔介质尺度对微流道散热器压力损失、总热阻、平均努塞尔数和温度均匀程度的影响。结果表明,引入多孔介质产生的渗流效应和滑移效应可以显著改善微流道散热器的流动与换热性能,多孔介质最佳厚度占比随固体域材料的变化在0.3～0.5范围内波动。     

筛分作业中颗粒同筛面间碰撞过程的数值研究

引入离散元法的弹性-阻尼-滑动接触模型,建立了描述颗粒同筛面之间的碰撞的数学模型,编制了模拟筛面上单颗粒运动的计算机程序并进行了数值试验,发现碰撞过程的接触时间主要取决于颗粒同筛面之间的接触刚度,而同筛分机的转速无关。为考察筛分机处理难筛分物料的能力定义了瞬时透筛系数这一指标,研究结果农明:增大筛面振幄较增大振频对瞬时透筛系数的增大更为有效,从而验证了潮湿细粒物料的低频大振幅筛分理论。     

微裂纹(群)在材料微结构内扩展的计算机模拟

在"材料结构弱点"概念及其特性理论的指导下,开发出具有自主知识产权的计算机模拟软件PreFailure.该软件针对实际工程材料,模拟单个微裂纹或一系列微裂纹(群)在材料微结构内的虚拟扩展过程,能够预测微裂纹(群)在材料微结构内的不规则扩展路径、几何形态与扩展程度,具备了定量推演材料"微结构虚拟失效"行为的功能.软件PreFailure的开发还为三维微裂纹(群)扩展的计算机模拟积累了大量的有效算法与经验,为采用计算机技术模拟三维微裂纹在材料微结构内的扩展过程奠定了基础.     

覆冰导线绕流的数值模拟

利用采用高阶有限差分的迎风格式,从探讨网格模型与计算结果之间的关系入手,通过数值计算模拟了新月形冰型的覆冰导线模型在不同攻角下的阻力系数、升力系数以及斯特鲁哈尔系数的变化规律,并与高雷诺数试验结果进行了对照分析。在一定程度上,数值结果反映了新月形冰型的覆冰导线模型气动力特性。     

非均匀地表的湍流通量和掺混高度

叙述了掺混高度的概念及运用。利用大涡模拟作为手段,研究了地表平坦但地表热通量非均匀情况下的掺混高度。考察了地表热通量非均匀性尺度、风速以及非均匀性强度对掺混高度的影响,发现掺混高度是否存在以及高度受非均匀尺度和风速大小的影响非常明显,受非均匀性强度的影响不明显。若规定掺混高度出现在垂直湍流热通量水平涨落的标准差减为地表感热通量标准差5％的高度,这时掺混高度可以拟合为：Z_b = 1/C_wm * w'θ'_sfc/Θ₀ * L^a_hetero/U^b,其中a=1.266,b=0.854,C_wm=3.205×10^-3。     

孤岛工作面回采支承压力及超前巷道支护技术研究

基于淮北孙疃矿1026孤岛工作面具体地质条件,采用数值模拟和现场实测方法对孤岛工作面回采过程中超前支承压力、沿空掘巷煤柱应力、位移变化特征等进行研究。     

煤层气吸附渗流的理论模型及其解析

分析了煤层气的储集、运移和产出机制,建立了非稳态和拟稳态情况下煤层气单相运移方程．模型中引入了Langmuir等温吸附定律、Fick定律来描述煤层气的解吸和扩散行为,并利用解析方法进行求解。为了进一步认识煤层气开采所经历的解吸、扩散和渗流一系列过程,对非稳态和拟稳态两种模型煤层气的单相运移方程进行了求解和分析。     

基于TELEMAC-2D的不同设计暴雨下厦门岛城市内涝特征分析

随着城市化率的提高,近年来我国城市内涝灾害频发.数值模拟是城市内涝研究的重要手段,已广泛应用于城市内涝特征分析.本文以厦门岛为研究区,建立了基于TELEMAC-2D的城市内涝模型,模拟了不同重现期(50,100 a)和不同雨峰系数(0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8)下厦门岛内涝积水情况.结果表明:积水总量受雨峰系数的影响较大,雨峰系数越大,积水总量的峰值越大;积水面积的变化受雨峰系数的影响,在同一重现期下,积水面积随雨峰系数的增大而增大;不同内涝风险等级下的积水面积受雨峰系数的影响是不同的,积水深度大于15 cm的积水面积随雨峰系数的增大而增大,而积水深度大于30 cm的积水面积变化受雨峰系数的影响不明显;在同样的重现期下,雨峰系数越大,迟滞时间越短.同时,对于城市排水管网的简化方法进行了相应的讨论和分析.     

渤海湾西北湾顶泥沙运动特征及模拟

渤海湾西北湾顶处于粉沙质到淤泥质海岸过渡地带,泥沙运动复杂.根据三角架定点观测和水文测验资料,分析了不同水文条件下的含沙量变化特征,探讨了风浪掀沙模拟的关键处理方法.研究表明,研究海域泥沙运动与风浪关系密切,在小风天气下含沙量很小,六七级风以上天气条件下,且持续作用时,含沙量持续增大,较小风天气增幅达3～6倍左右;含沙量明显变化的临界波高约为0.5 m.从研究海域观测的底部边界层水流结构、剪切力等角度进行了波浪掀沙的水动力机制分析.基于泥沙扩散方程,提出了风浪条件下泥沙模拟的处理方法,包括含沙量层化效应、制约沉速、动床阻力、参考浓度等.与实测资料比较表明,提出的计算方法基本可模拟风浪过程引起的含沙量变化.该研究不仅为类似海域提供基本数据,而且给出了模拟计算关键问题的处理方法,具有重要的理论和实践意义.     

近场爆炸作用下比例距离参数对抗爆间室结构可靠度的影响分析

目的 研究爆炸作用下的比例距离参数对墙板结构可靠度影响,提出基于蒙特卡洛取样的墙板结构可靠度分析方法。方法 以抗爆间室墙板结构为研究对象,采用 LS-DYNA 求解器,模拟得到不同比例距离下的结构变形云图; 计算墙板结构在爆炸冲击下的位移响应,分别为跨中最大位移与塑性位移; 考虑板件材料强度和尺寸的不确定性,以构件延性比为指标建立功能函数,计算爆炸冲击下的墙板结构可靠度。结果 当比例距离为 ■时,板结构的毁伤效应最严重,背爆面出现多条固定端裂缝、环向拉伸裂缝等。随着比例距离的增加,结构的最大位移和塑性位移逐步减小,失效概率不断降低,当比例距离为0. 9、0. 95、■时,失效概率趋近于 0 ,得到了不同比例距离下的结构失效概率与可靠指标规律。结论 比例距离是影响爆炸作用下墙板结构损伤程度的重要参数,抗爆间室的可靠度研究有助于解决抗爆间室结构设计和性能评价难题。