基于有限元分析的玻璃钢夹砂管优化设计

为了使玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管的设计更加安全、经济,本文探讨了在有限元分析基础上对该复合材料结构进行优化设计的理论和方法,运用ANSYS软件对某市政给排水工程中采用的玻璃钢夹砂顶管进行了结构优化设计分析,研究了影响该结构优化设计的主要因素,计算结果表明,按此优化设计方法进行设计可节省材料25.2%.     

基于T样条网格局部细化的等几何分析研究

基于非均匀有理B样条的等几何分析是近年来新出现的一种数值计算方法。为了有效处理该方法难以支持局部网格细化、不能保证水密性等不足,基于T样条网格局部细化方法对1个基准测试样例进行了等几何分析,并和有限元方法进行了比较。结果表明,在网格划分密度相近的情况下,等几何分析计算精度高于有限元方法,T样条控制点网格生成和局部细化过程更为简单,易与CAD模型集成,能够改进当前产品设计和分析环节相互独立、整体工作效率较低的行业模式,为自适应网格划分和高效数值计算提供了新的选择。     

甲醛同步监测技术在集成吊顶电器的应用研究

为了解决室内多位置甲醛浓度检测问题,基于ZigBee和WiFi的协同组网技术,创新地提出一种面向集成吊顶电器的室内甲醛同步监测系统。通过ZigBee采集节点实时获取甲醛浓度信息并上传至上位机监控终端并显示,同时根据浓度阈值控制集成吊顶电器进行甲醛排放,实现室内甲醛的多点同步监测。试验结果表明,甲醛检测误差小于5%,系统响应时间在2 s以内,从而实现了甲醛传感网络的智能化、安全化,可为室内空气检测系统的无线化发展提供参考。     

乌鲁木齐地铁隧道互层岩体力学特性的离散元数值分析

为了研究乌鲁木齐地铁隧道中强风化泥岩、砂岩组成的互层岩体力学特性,本文首先在乌鲁木齐泥岩、砂岩物理力学参数获取的基础上,对互层岩体物理力学参数进行微观参数标定,然后通过颗粒流数值模拟单轴压缩试验,分析了互层围岩层厚、层厚比、岩层倾角及层厚比与岩层倾角共同作用下互层岩体力学特性响应规律。分析结果表明：互层围岩的层厚与其单轴抗压强度呈负相关关系;随着互层围岩层厚比的增加,其单轴抗压强度在降低,且降低梯度逐渐减小;互层围岩倾角的增加使单轴抗压强度的变化大体呈U字形变化趋势,在岩层倾角为40时,单轴抗压强度达到最低;围岩倾角与层厚比的组合对单轴抗压强度的影响比较明显,且在围岩倾角为0、20及80,围岩层厚比为0~0.2的范围之间最为明显。研究成果对乌鲁木齐互层岩体稳定性评价与预测预报具有一定的理论指导意义。     

基于格子Boltzmann方法的动水压力下透水沥青路面渗流特性研究

为预防和解决透水沥青路面在动水压力下渗流堵塞等“水损害“问题,研究细观尺度下水在沥青路面中的渗流特性及相关机理已成为关键科学问题。本文参考试验级配方案,应用蒙特卡罗方法,建立开级配抗滑层OGFC-13沥青混合料的3种工况二维细观模型。基于多松弛格子Boltzmann方法,从细观层面模拟分析了集料粒径、多孔介质空隙率以及动水压力变化对透水沥青路面渗透率的影响。结果表明：空隙率、粒径越大则沥青混合料渗透率越大;当动水压力在0～1500 Pa范围时,平均流速与压强梯度严格成线性关系,达西定律适用;当动水压力在15 000～45 000 Pa范围时,Darcy定律计算得到的平均速度偏大。     

综合体高压细水雾特性参数控火灾动态模拟

利用建筑信息模型（BIM）技术建立商业综合体3D模型并采用分层转化方式转化为火灾动态模拟（FDS）计算模型,分析大空间综合体超快速火中高压细水雾与火焰相互作用过程,研讨单一喷头Ⅱ级高压细水雾在不同喷射速度、雾化角以及水雾压力因素下与火焰相互作用过程,分析细水雾控火效能。研究结果表明：雾化角增大一定程度,细水雾控火效能提高;大空间综合体在不同雾化角高压细水雾施加初期造成湍流扰动比受限空间更加剧烈且温度有回升现象,最佳雾化角大于受限空间;喷射速度增大一定量值,降温速率与幅值均增大,充分发展阶段温度震荡幅度及时间区域小;随着压力上升至临界压力,温度回升之后波动小,对火源控制效果越好,当超越临界值,火焰横向扩展并加快高温烟气中一氧化碳（CO）流动     

地域气候条件下异型建筑室外风环境绿化改进研究

为了研究绿化对异型建筑室外风环境的改进效应,本文采用CFD方法和Realizable K-ε湍流模型,结合乌鲁木齐地区风环境特征,以异型建筑新疆大剧院为例,以城市空间中1.5 m人行高度处风速小于5 m/s为评价指标,依据单棵、一排树木周围流场特性的风洞试验和数值模拟对比,对大剧院周围无绿化和现有绿化方案进行分析,并根据树木周围流场特性及对建筑周围风环境的影响提出更为合理的绿化布局,以此满足室外行人舒适度要求。结果表明：树冠处阻风作用最好,随着距树冠距离的增加,阻风作用逐渐降低;树冠两侧及间隔处有导风作用,使得局部风速增大;留有间隔的一排树木在满足经济条件的同时仍能起到优于单棵的阻风效果,更适合实际使用。异型建筑的凹角及拐角处易生成涡流和局部高风速区,在建筑抗风设计时应予以充分考虑。本研究可为利用树木阻风导风和类似异型建筑的室外风环境绿化改进提供参考。     

基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究

为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响，基于统一相场理论和内聚力模型，针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验，采用2种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型，对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响，并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明，对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型，无论是计算结果还是细观破坏形态，都具有较好的准确性和可靠性；初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°,30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%,30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大，受钢纤维直径影响相对较小。采用统一相场理论可降低分析的难度、保证较高的计算精度，为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供了理论参考。     

地域典型强风作用下异型建筑风荷载分布研究

为了更加了解异型建筑表面风荷载分布规律和提高建筑抗风能力,采用计算流体动力学(CFD)方法,结合乌鲁木齐地区风环境特征,以异型建筑新疆大剧院为例,根据英联邦航空咨询研究会(CAARC)高层建筑标准模型的风洞试验和数值模拟对比,选择出最符合流场真实情况的可实现(Realizable)k-ε 湍流模型,研究了不同风向角下异型建筑表面的风荷载分布规律.研究结果表明:在采用Realizable k-ε 湍流模型的数值模拟下,新疆大剧院周围流场符合钝体绕流现象;在45°、90°和135°风向角下,因内外壳截面变化造成了建筑壁面体型系数的复杂分布;根据规范要求提出了新疆大剧院分区风荷载体型系数的建议值,可为类似异型建筑的风荷载取值和抗风设计提供参考.