长矩形截面腔体内具有缺陷的对传行波斑图

在长高比Γ=40、分离比Ψ=-0.6情况下,通过流体力学基本方程组的数值模拟,得到了一种新的有趣斑图,即单侧缺陷摆动对传行波.通过分析单侧缺陷摆动对传行波各物理场随时间变化的等值线图、波形图,讨论了其形成过程及时空动力学特性.进一步对比不同相对瑞利数下的单侧缺陷摆动对传行波,探讨了缺陷数、缺陷周期以及缺陷方向等缺陷特征对相对瑞利数的依赖性.     

循环加卸荷载对蜗壳外围混凝土的影响

利用 ANSYS 大型有限元软件,建立了垫层蜗壳结构三维模型,研究了循环加卸荷载作用下,蜗壳外围混凝土承载比及应力的变化情况.结果表明:随着荷载循环次数增多,蜗壳外围混凝土承载比略有增大;对蜗壳结构进行十五次循环加卸荷载后,蜗壳外围混凝土各处环向拉应力最大值通常出现在第一次或第十五次加载过程中;绝大多数情况下外围混凝土断面整体环向拉应力最大值随荷载循环次数的增大而减小.     

倾斜水层对流的动力学特性

为了研究普朗特数Pr=6.99的倾斜水层对流的动力学特性,本文对流体力学方程组进行了数值模拟.对流特性参数随着时间的变化规律表明,倾角θ=24°情况和θ=60°情况变化规律基本相同,θ =10°时对流到达稳定值的过渡过程既存在振动又过渡时间较长.根据对流斑图随着倾角和相对瑞利数r的变化,对流可以分为三个区域,即多圈型对流、过渡状态和单圈型对流.给出了多圈型对流向过渡状态转变的倾角随着相对瑞利数r变化的关系式;建议了过渡状态向单圈型对流转变的倾角随着相对瑞利数r变化的关系式.得出当r=6时,对于对流的过渡状态和单圈型对流,对流特性参数有统一的变化规律.由于对流的过渡状态具有单圈型对流的特性,也可统称为单圈型对流.本文还给出了不同对流斑图情况下对流特性参数的变化关系式.     

长矩形腔体中混合流体的对称对传波

为了研究分离比ψ=-0.4的混合流体在长高比Γ=40的长矩形腔体内对称对传波的时空特性,利用SIMPLE算法对流体力学基本方程组进行了数值模拟.结果发现,随着对传波对称的向左右两侧传播和两端壁附近对流滚动的消失,中间部位的对流圈拉长,当中间部位的对流局部波数和腔体平均对流波数变的足够小时,中间部位的对流圈保持原有相位,分裂成两个小对流圈.紧接着,在两个小对流圈中间生成一个与其相位相差为180°的新对流圈.中间部位局部波数和腔体的平均对流波数突然变大.随着时间发展,两端壁附近各有一个对流圈消失,中间部位对流圈拉长,系统再次重复对流圈分裂的变化过程.正是由于局部波数和平均波数的小大交替变化,系统周期的产生对传波缺陷.对称对传波存在于相对瑞利数r∈[3.24,3.501]的区间内,对传波缺陷的出现位置和发生周期不随着相对瑞利数变化.     

考虑横缝、裂缝接触非线性的高拱坝抗震分析

高拱坝横缝、裂缝在地震作用下对坝体的影响不可忽略.通过采用局部连续-非连续变形动态接触算法,考虑横缝、裂缝接触非线性,无限地基的辐射阻尼效应,以及坝体-库水的相互作用,对某高拱坝抗震性能进行了分析,结果表明:上游坝面的拱冠梁附近及左右岸坝肩附近的横缝开度较大;下游坝面左岸坝肩靠近拱冠位置的横缝开度较大;裂缝B比裂缝A的张开范围大.本文计算得到的横缝和裂缝的开度可为高拱坝坝面防渗材料抗震性能提供数据支持,并且该计算方法可为高拱坝抗震安全分析提供新的思路.     

粗骨料颗粒形态和体积分数对混凝土单轴压缩性能的影响研究

为了研究粗骨料形状与体积分数对混凝土单轴压缩性能的影响,运用离散元软件PFC3D中的刚性簇技术建立C30卵石粗骨料混凝土试件模型,通过将卵石混凝土单轴压缩数值模拟得到的应力-应变曲线与已有文献中卵石混凝土试验所得到的应力-应变曲线对比,标定出卵石混凝土中水泥砂浆间的细观参数、水泥砂浆与粗骨料薄弱接触面的细观参数。将标定出的细观参数运用到单一形状粗骨料混凝土中进行单轴压缩数值模拟研究。结果表明:在相同细观参数的情况下,椭球形骨料混凝土试件模型的应力-应变峰值大于扁球形骨料混凝土试件模型的应力-应变峰值,相较于扁球形骨料而言,椭球形骨料更接近成为混凝土的最佳粗骨料。在此基础上分析椭球形粗骨料体积分数对混凝土单轴抗压强度的影响,当椭球形粗骨料体积分数为57%时,混凝土抗压强度最高,且在第二阶段点时接触力最大值最大、裂纹数目最多,从而得出椭球形粗骨料在体积分数为57%时最佳。研究成果可为混凝土配合比设计提供理论支撑。     

基于ABAQUS的降雨入渗条件下基坑边坡稳定性分析

降雨入渗条件下边坡的稳定性分析是评价边坡工程安全的主要依据,对工程施工具有重要的指导意义。以南水北调中线工程淇河倒虹吸基坑边坡为研究对象,基于ABAQUS有限元软件,考虑降雨入渗的边界条件,采用强度折减法求解了边坡的最大位移与安全系数,进行了边坡的稳定性分析。计算中,降雨入渗强度为15mm/h,持续时间为72h。计算结果表明：边坡一次开挖的水平方向最大位移、竖向方向最大位移、安全系数分别为0.26m、0.67m、1.650;边坡二次开挖后相应的计算结果分别为0.19m、0.62m、1.641;边坡三次开挖后相应的计算结果分别为0.20m、0.63m、1.639。定性分析与数值计算结果均表明,施工过程中,南水北调中线工程淇河倒虹吸基坑边坡是稳定的。本文的研究结果可以为该工程的施工提供理论依据,对降雨入渗时边坡的稳定性研究具有一定的借鉴意义。     

极小长高比腔体内混合流体Undulation行波对流

通过二维流体力学基本方程组模拟了具有较强Soret效应(分离比ψ=-0.47)的混合流体在极小长高比(Γ=4)腔体内的Rayleigh-Benard对流运动.研究了极小长高比行波对流的动力学特性,得到了稳定的Undulation行波存在的r值范围,给出了稳定后的Undulation行波摆动周期Tp的变化规律,分析了极小长高比行波对流的r依赖性及稳定性.首次发现极小长高比Γ=4时,与长高比Γ=12和Γ=8时相比,在腔体两端的滚动生成和消失的现象不再出现.讨论了长高比对Undulation行波向行波过渡的影响.     

边界条件对非共沸混合工质有机朗肯循环的影响

有机朗肯循环是利用低温热源的有效措施之一,将非共沸混合工质应用于有机朗肯循环尚存在争论。从热力学角度研究了非共沸混合工质的选择与边界条件之间的关系,以典型的对称型混合工质R601a/R600和非对称型混合工质R245fa/R600a为例,以带内置热交换器的有机朗肯循环为研究对象,以系统净功最大化为目标,分析了冷凝泡点温度和冷却水温升固定时混合工质的最佳浓度及系统性能。研究结果表明不同边界条件的应用对非共沸混合工质的选择具有重大影响。当固定的冷凝泡点温度被采用时,非共沸混合工质的温度滑移现象会降低系统净功,当冷却水温升固定时,温度滑移的适当提高有利于系统净功的增加,但过高的温度滑移会降低系统净功。冷凝泡点温度等于冷却水初温和冷凝器节点温差之和时所对应的净功曲线对系统设计具备指导意义。     

U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器设计

针对传统光纤弯曲损耗位移传感器中位移与弯曲损耗的非线性关系,且高灵敏度和大量程不能兼得的问题,设计了一种U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器,结构包括U型回绕和螺旋绕轴,两者合称为U型缠绕。理论证明被测位移量与光纤弯曲损耗之间的线性关系,推导出表达式,讨论了螺旋绕轴方式对光纤弯曲半径的影响和U型回绕方式对传感器精度的影响,并进行了一系列实验研究和性能测试。结果表明:传感器的测量范围为0~120mm,灵敏度为0.14dB/mm,线性相关系数大于0.99,光纤在U型缠绕中无应力松弛的现象,建议U型回绕光纤曲率半径大于6mm。U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器具有良好的测量精度和较大量程,能够实现传感器对混凝土结构的裂缝监测和大型结构位移的连续监测。