超高压淹没射流破岩规律实验研究

 超高压水射流在石油工业中的应用主要是超高压射流联合机械破岩。对超高压淹没射流破岩规律的研究,其目的在于为超高压PDC钻头的研制提供依据。研究发现：影响超高压射流破岩的主要因素有压力、喷距、喷嘴移动速度和喷射角度等,射流压力越高破岩效果越好,最优喷距随着压力的升高而升高,200 MPa时最优喷距达到32.5倍喷嘴直径,150 MPa时破岩效率最高,喷射角度在12.5°时破岩效果最好。     

低温高强度复合材料绝缘子的研制和性能测试

在EAST全超导核聚变实验装置中,绝缘子担负着超导磁体冷却回路和带电回路之间的绝缘重任,是保证超导磁体稳定运行的关键部件,EAST装置进行放电实验时绝缘子必须承受4.2K低温、高氦气压(5MPa)和高电压环境的多重考验。文中介绍了一种使用环氧树脂和玻璃纤维复合材料制作的高强度绝缘子的研制工艺,并对该绝缘子在室温和低温下的机械性能测试、冷热循环测试、耐氦气压测试和电绝缘性能测试进行了详细的介绍,一系列测试结果表明,该类型绝缘子能满足EAST复杂条件下的绝缘性能要求。     

基于裂结技术的单分子尺度化学反应研究进展

分子电子学是研究单分子器件的构筑、性质以及功能调控的一门新兴学科。其中,金属/分子/金属结的构筑和表征是现阶段分子电子学的主要研究内容。裂结技术是当前分子电子学研究的主要实验方法,主要包括机械可控裂结技术和扫描隧道显微镜裂结技术。本文对裂结技术进行了介绍,并对近年来利用这些技术,在单分子尺度化学反应的检测和动力学研究,以及将这些技术与溶液环境、静电场、电化学门控等方法相结合,调控单分子器件的电输运性质等方面所取得的进展进行了概述。     

大岗山高拱坝强地震作用下损伤破坏分析

采用连续损伤力学中能量等效原理和有效应力概念,将混凝土强度降低、刚度劣化即损伤作为不可逆内变量张量,并考虑应变率效应和多轴应力状态,建立率相关弹塑性损伤模型.应力本构积分采用返回映射法,给出了有限元程序主要功能流程.对强地震作用下大岗山高拱坝损伤和破坏情况进行数值模拟,评价其强震后的安全性.结果显示,大坝在强震后总体损伤不大,结构安全性较好,但应注意抗震薄弱部位;同时大坝不同部位率响应明显不同,对混凝土力学性能影响不容忽视.     

A 3D smoothed particle hydrodynamics model for erosional dam-break floods

A mesh-less smoothed particle hydrodynamics (SPH) model for bed-load transport on erosional dam-break floods is presented. This mixture model describes both the liquid phase and the solid granular material. The model is validated on the results from several experiments on erosional dam breaks. A comparison between the present model and a 2-phase SPH model for geotechnical applications (Gadget Soil; TUHH) is performed. A demonstrative 3D erosional dam break on complex topography is investigated. The present 3D mixture model is characterised by: no tuning parameter for the mixture viscosity; consistency with the Kinetic Theory of Granular Flow; ability to reproduce the evolution of the free surface and the bed-load transport layer; applicability to practical problems in civil engineering. The numerical developments of this study are represented by a new SPH scheme for bed-load transport, which is implemented in the SPH code SPHERA v.8.0 (RSE SpA), distributed as FOSS on GitHub.     

基于联合有限元-离散元的混凝土重力坝破坏三维仿真模拟

水利工程中混凝土重力坝在地震等作用下的三维破坏形式以及破坏过程对大坝安全影响重大。本文建立了固体材料的联合有限元-离散元(Combined Finite-Discrete Element)三维数学模型,并引入Single/Smeared断裂损伤模型,模拟混凝土材料的破坏。数学模型经验证后,用于地震作用下混凝土重力坝破坏的三维数值模拟,结果表明,联合有限元-离散元方法能够有效模拟坝体的破坏模式和破坏阈值条件,且具有将坝体连续变形与不连续断裂有机结合的优点。通过一系列数值模拟工况的对比,分析了模型网格分辨率对破坏条件、破坏模式以及程序计算效率的影响,研究结果能够为大坝的抗震设计提供有价值的参考。     

高拱坝地震损伤破坏的并行计算研究

高拱坝在强震中的损伤破坏对其抗震安全评价具有重要意义,但与之对应的大规模数值模拟需要高效、强大的计算能力的支持,传统的串行计算难以满足,大规模并行计算是解决这一问题的有效途径。利用宏观均质假定基础上考虑混凝土细观不均匀性的拱坝地震损伤破坏模型,在消息传递并行环境下,基于主从编程模式和区域分解法,采用Fortran语言编制了并行计算程序。该程序在4节点微机集群上运行,实现了对某在建拱坝地震损伤破坏过程的数值模拟,计算规模超过百万自由度,获得的破坏形态与模型动力破坏试验符合良好。该程序可再现拱坝的损伤破坏过程,在拱坝的抗震分析中有良好的应用前景。     

Doppler instability of antispiral waves in discrete oscillatory reaction-diffusion media

This paper investigates antispiral wave breakup phenomena in coupled two-dimensional FitzHugh-Nagumo cells with self-sustained oscillation via Hopf bifurcation.When the coupling strength of the active variable decreases to a critical value,wave breakup phenomenon first occurs in the antispiral core region where waves collide with each other and spontaneously break into spatiotemporal turbulence.Measurements reveal for the first time that this breakup phenomenon is due to the mechanism of antispiral Doppler instability.     

基于混合行为博弈的多目标仿生设计方法

将多个设计目标视为不同的博弈方,通过计算设计变量对目标函数的影响因子和模糊聚类, 将设计变量集合分割为各博弈方拥有的策略空间. 对蜥蜴种群的繁衍生存机理进行仿生,将 3种蜥蜴的行为方式分别定义为利己主义、集体主义和投机主义,并赋予相应的博弈方, 各博弈方根据所仿生蜥蜴的行为特点,建立自身博弈得益函数与目标函数之间的映射关系. 各博弈方分别以自身博弈得益函数为目标,在各自的策略空间中进行单目标优化,获得本博 弈方对其余博弈方的最佳对策,所有博弈方的最佳对策形成一轮博弈的策略组合,并根据收 敛判别,通过多轮博弈,获得最终的博弈解. 以白鹤滩拱坝体型的三目标优化设计为例,设 计结果显示坝体体积方量减少了16.412万方,或2.38%; 最大主拉应力降低 了0.036MPa, 或0.31%; 整体应变能下降了0.167GJ 或4.47% 体现了基 于混合行为博弈方式的多目标仿生设计方法的有效性.     

淮南六方堤多层土堤基塑流稳定性计算

本文研究了台阶状六方堤堤体荷重的弗里哀级数展开式和堤基应力计算系数的计算原理,通过堤基应力计算和塑流判别,对六方堤多层土堤基塑流稳定性进行了评价。