煤自然发火过程温度、氧浓度的时空演化规律

为研究煤自然发火过程不同区域的动态发展规律,使用大型煤自然发火实验台测试松散煤体在恒风量条件下从常温至140 ℃的氧化过程,分析了温度、氧浓度在时间及空间上的变化规律。结果表明:松散煤体自燃过程温度随煤体高度的变化在不同温度阶段趋势差异较大,高温点由煤体中部位置向着进风侧方向移动; 不同煤体高度温度与时间呈现指数增长,70 ℃前后煤体呈现缓慢和快速增长分阶段特性; 松散煤体进风口和出气口两侧氧体积分数18%以上,温度超过70 ℃后,不同煤体高度的氧浓度随时间增长逐渐下降。     

急斜煤层浅转深综放开采煤岩动力灾害诱发机理

摘 要:中国煤炭资源深部开采已成为常态。依托急倾斜煤层开采为工程背景,构建考虑水平分段综放开采影响的浅转深开采组合梁模型,引入应力差异系数(α)表征浅转深开采煤岩体应力状态特征,分析地表大尺度裂隙与工作面相对空间层位关系,揭示急倾斜煤层浅转深开采煤岩体动力灾害诱发机理,对指导急倾斜煤层深部开采具有重要意义。研究表明:通过全景智能钻孔图像信息辨识揭示了急倾斜煤岩层纹层角与倾斜层理方向基本一致,说明煤岩层处于强压缩构造状态; 浅转深开采应力差异系数呈非线性增长,确定临界开采α为0.4; 急倾斜煤层浅转深开采动力灾害诱发实质为水平分段多阶段重复扰动下覆层结构失稳产生循环性动力冲击。     

CFD-DEM耦合计算中的体积分数算法

CFD-DEM耦合方法已越来越广泛地应用于多相流研究,流体体积分数模型是其连接宏观尺度（连续介质）与微观尺度（离散介质）的桥梁。该文提出了一种基于特征点剖分的SKM（statistical kernel method）改进型体积分数算法,通过在颗粒空间影响范围的三维方向上布置特征点,实现对所影响CFD网格的标记和对颗粒体积的分解,将CFD网格的迭代搜索转化为空间特征点的识别;结合算法参数优化,有效解决传统算法在并行计算中内部边界处的截断误差,显著提升计算效率。数值实验表明：改进的算法可以有效处理颗粒粒径D与CFD网格尺寸L相当时的情形,覆盖传统的颗粒不解析（unresolved particle,L >> D）耦合方法与颗粒解析（resolved particle,D >> L）耦合方法间的过渡区域。该算法有助于拓展CFD-DEM耦合计算中颗粒粒径的适用范围,在大规模固液耦合模拟计算中具有广泛应用前景。     

竖井混凝土螺旋管输送降压系数计算模型

针对高垂距条件下深竖井混凝土输送管道局部压力过大、磨损严重等问题,提出深竖井混凝土螺旋管降压输送方案,构建螺旋管降压输送计算模型,引入螺旋线方程及阻力修正系数a推导出螺旋管输送压降数学表达式,提出降压系数K,表征结构参数对降压效果的影响。以某深竖井工程为例进行计算,分析螺径与螺距对降压效果的影响,结果表明:K值与螺径间呈正相关关系,K值随螺径增大而增加,变化斜率较小,螺径值变化对降压效果影响较小; K值与螺距间呈负相关关系,随螺距减小而增大,变化斜率较大,螺径值变化对降压效果显著影响,工程实际中应优先减少螺距缓解混凝土输送管道压力,数值模拟结果与计算结果趋势线基本相似。研究成果将为深竖井混凝土料浆管道输送工程提供理论依据。     

水力负荷对生物滞留系统渗流性能及孔隙率的影响

生物滞留池是处理初期雨水径流的主要手段,不仅能够滞水蓄水、对初期径流污染的削减也有着一定的效果,且其在水处理领域的应用范围正在不断扩大.本项试验研究4种不同进水负荷下生物滞留池系统的渗透系数、平均孔隙率的变化,结果表明:渗透系数随运行时间逐渐降低,平均孔隙率也随运行时间逐渐变小,并最终趋于稳定,当进水负荷小于2.0 m³/(m²·d)时渗透系数与平均孔隙率具有一定的相关性.生物滞留池在运行25 d左右时结构达到稳定.进水负荷大于等于4 m³/(m²·d)时,水力冲刷作用对生物滞留池内部结构影响较大,渗透系数与平均孔隙率的变化规律不明显.     

关于悬臂梁受重锤冲击时的动载荷系数分析

研究了悬臂梁受重锤的冲击问题,建立了重锤的运动方程及悬臂梁的振动控制方程,并利用Galerkin原理求得重锤对悬臂梁的冲击力表达式.研究结果表明:重锤质量大于悬臂梁质量时,冲击力的近似解以及有限元解与实验结果之间的误差较大;重锤质量小于悬臂梁质量时,冲击力的近似解与有限元解与实验结果之间的误差小于5％.     

基于S试件的加工中心电主轴载荷谱编制

开展以载荷谱为指导的电主轴模拟加载试验是检验主轴可靠性的一种重要途径。该文提出一种基于切削力系数辨识及切削仿真的加工中心电主轴载荷谱编制的方法。基于切削力模型,开展切削力系数辨识实验,然后将辨识得到的切削力系数代入到切削力模型用于切削力计算,并通过对比实验检验切削模型的准确性;在AdvantEdge FEM软件的PM 3D（production module 3D）模块中开展基于S试件的切削仿真,获取切削参数的时间历程;结合切削力模型与切削S试件的切削参数,仿真获取较准确的动态切削力,并用雨流计数法进行循环计数;根据计数结果对备选概率分布模型进行参数拟合,通过拟合图形与KS（Kolmogorov-Smirnov）检验值的分析比较,筛选出的最优模型即为基于概率分布模型的载荷谱。基于该载荷谱,在一台电主轴可靠性试验台上进行了加载试验来验证载荷谱对加载试验的指导作用。结果表明：基于仿真的动态切削力与实验值基本一致,可用于载荷谱编制;该载荷谱可以指导加载试验。该方法为主轴可靠性试验奠定了坚实基础。     

区域旅游系统与交通系统耦合关系的时空分异——以广东省为例

以广东省21个地级市为例,通过构建区域旅游系统与交通系统的综合评价指标体系,运用耦合模型分析20062013年广东省区域旅游系统与交通系统耦合协调的时空变化. 研究结果表明：20062013年,广东省区域旅游系统与交通系统综合发展水平稳步提升,整体已从低度协调耦合迈入中度协调耦合阶段,但省内差距逐年增大;广东省区域旅游系统与交通系统的耦合协调程度逐年优化,从空间的角度看,耦合协调度呈现珠江三角洲地区高、粤东西北地区低的中心外围格局.     

湖南省1961-2010年降雨侵蚀力时空变化特征研究

为准确定量评估和认识湖南省区域降雨侵蚀力的时空特征,利用1961～2010年湖南省21个雨量站的逐日降雨数据,采用降雨侵蚀力简易计算模型计算出不同地区的降雨侵蚀力,并通过反距离加权内插方法进行空间插值得到湖南省多年平均降雨侵蚀力的空间分布和年内季节分布,基于变差系数和气候倾向率两个指标分析了降雨侵蚀力的年际变化特征。结果显示：1）湖南省多年平均降雨侵蚀力在5 510.65～12 526.14 MJ?mm/(hm2?h?a)之间变化,具有明显的地域差异性,高大山脉地区的降雨侵蚀力明显高于其他地区。空间分布整体趋势是由西北、东部、南部向中部递减,在西北部、东部和南部边缘较大;侵蚀高值区分布在安化站、南岳站,低值区集中在东北部的南县站和西南部的武冈站;2）季节差异性显著,降雨侵蚀力集中在3-8月,侵蚀高值中心逐月由东南向西北移动,低值中心由西向东移动;3）气候倾向率和变差系数分别在-132.09～499.81 MJ?mm/(hm2?h?a)/10a和0.257～0.403之间变化,降雨侵蚀力年际变化总体上呈现线性增加并有向北转移的趋势,变差系数在空间分布上大致呈南北高南中间低的特点。研究结果可为湖南省的水土保持、农业和生态保护,以及灾害控制等工作提供科学决策依据。     

考虑声固耦合作用的光面胎滚动数值模拟

利用ABAQUS软件建立了考虑声固耦合作用的光面胎滚动有限元模型,并对其进行滚动工况下Mises应力、接地性能以及振动模态等力学性能分析。从动力学分析结果中提取光面胎结构有限元模型的表面振动加速度,导入LMS Virtual.Lab Acoustics软件,采用声学边界元法分析光面胎滚动噪声;探讨了接地印痕、载荷、胎压和下沉量之间的关系,并对近场噪声仿真值与实验测量值进行了比较。研究结果表明：考虑声固耦合作用的光面胎Mises应力、接地压力、接地印痕呈对称分布,接触印痕、载荷、胎压随下沉量的增加而增大;考虑声固耦合的光面胎滚动噪声主要分布于50~375 Hz低频段,且内胎气体在滚动工况下产生了稳定声压（8 dB（A））。