坑道口部封堵结构在爆炸波作用下的模型试验研究

以某坑道口部封堵方案为背景,以量纲分析为依据,制作1∶3缩尺钢筋混凝土封堵立柱模型。利用爆炸波模拟装置完成1∶3缩尺模型两种封堵方式3种加载档次的结构动力响应实验。3种加载档次对应堵板上的反射超压为0.10,0.272,0.325 MPa;两种封堵方式为封堵板前无砂袋和湿土(简称Ⅰ)、封堵板前有砂袋和湿土(简称Ⅱ)。实验表明,若采用第2种封堵方式,即在封堵板前依次堆放砂袋和湿土层,有利于结构推迟进入破坏阶段,提高结构抗爆性能。     

离心泵噪声研究的综述和展望

回顾了离心泵噪声研究的国内外现状。首先总结了离心泵噪声的来源,并对离心泵噪声来源的研究进行分类评述：机械结构影响离心泵噪声的研究,包括蜗壳几何形状与叶轮影响离心泵噪声的研究;流体动力影响离心泵噪声的研究,包括对汽蚀、流固耦合与湍流诱发噪声的研究。而后从离心泵诱发噪声的数学模型推导、数值计算与试验研究三个方面对研究离心泵噪声所使用的方法进行了总结;最后讨论了目前研究存在的一些问题和今后的研究方向。     

黏性土爆炸成坑和地冲击传播的离心模型试验研究

 以往研究结果表明化爆是一种体积效应引起的热力学现象,根据这一现象可以确定爆炸离心模型试验的能量比尺为1/N3(N为离心机加速度)。采用清华大学50 g•t土工离心机进行黏性土爆炸成坑和地冲击传播规律的离心模型试验,给出试验过程中实测加速度波形,对测试结果进行分析,得出黏性土中爆炸成坑和地冲击传播的一些认识：弹坑形成过程基本不受科氏加速度影响,但弹坑抛出物以及分布形态受科氏加速度影响;弹坑体积大小明显与重力加速度有关,小比尺模拟必须增加重力加速度来模拟。结果证明对于研究爆炸相关问题,土工离心机是一个非常有效的试验工具。     

量纲分析中的Ⅱ定理及其应用

介绍了量纲分析中的一个重要定理－Ⅱ定理,并应用该定量地分析了部分实际物理问题,揭示了Ⅱ定理在发现新的物理现象及规律中的应用。     

基于CDEM的采空区稳定性及临界顶板厚度分析

地下隐伏采空区易导致地表塌陷等问题发生,采空区的顶板稳定性关乎到露天开采的安全,确定采空区临界顶板厚度对采空区安全评价具有重要意义。采空区临界顶板厚度的影响因素复杂,与采空区的几何参数及岩体物理力学参数等多种因素相关。通过量纲分析建立无量纲表达式,得到影响临界顶板厚度的无量纲参数。在此基础上,借助CDEM数值计算方法建立数值模型并进行计算分析。建立了二维采空区数值模型,通过改变采空区的几何参数及岩体物理力学参数,计算采空区顶板的安全系数,研究以上因素对采空区稳定性的影响规律,识别影响顶板安全系数的主要影响因素。建立了采空区二维模型和三维模型的计算模型,得到了无量纲表达式中无量纲临界高度与无量纲强度间的关系,采用指数函数进行拟合得到响应的关系表达式。研究表明：弹性模量、泊松比对临界顶板厚度影响不大,采空区高度对临界顶板厚度无影响;黏聚力对采空区安全系数影响最大,采空区跨度、岩体内摩擦角、岩体密度次之;采空区无量纲高度与无量纲强度之间存在指数衰减关系。     

单层板超高速撞击弹道极限方程综合建模

提出综合建模方法进行单层板弹道极限方程建模.采用量纲分析方法得到具有待定指数和系数的单层板弹道极限方程一般形式,采用单变量法设计仿真工况,通过LS-DYNA仿真软件计算得到单层板结构的弹道极限,针对仿真结果采用线性回归方法确定弹道极限方程的待定参数,获得单层板弹道极限方程.与试验结果的对比表明,综合建模方法得到的弹道极限方程具有更高的精度,适用于更加广泛的航天器防护结构.     

考虑密集系数的台阶松动爆破振动速度预测模型

为提高台阶松动爆破振动峰值速度的预测精度，减少由爆破振动引起的次生灾害事故，通过分析两种具有代表性的爆破振动峰值速度预测模型存在的不足，利用能量守恒定律分析了密集系数对爆破振动速度衰减的影响，基于量纲理论推导出考虑密集系数的多元非线性爆破振动速度预测模型，并结合具体实际工程，对监测数据进行非线性回归分析。结果表明：考虑密集系数的爆破振动速度预测模型相较于两种经典预测模型其预测精度提高了9.99%和4.16%,具有更高的预测精度，同时可为爆破工程设计提供指导，达到防控振动灾害的目的，为类似工程提供参考与借鉴。     

考虑高程放大效应的爆破振速预测研究

为解决现有爆破振速预测公式不能全面反映高程放大效应影响的问题，通过对爆破振动高程放大效应的理论研究，系统的分析了影响爆破振动高程放大效应的诸多因素，运用IAHP(改进层次分析法)求得方案层各影响因素的组合权重。基于量纲分析，引入高程、坡度计算指标，得到了考虑高程放大效应的修正公式；采用多元线性回归方法，对其及常用的经验公式进行拟合对比分析，结果表明考虑高程放大效应的修正公式预测精度更高，在径向、切向、垂向上预测值与实测值之间的平均相对误差分别为13.790%、15.046%、12.482%,均低于其他经验公式。研究结果对非平坦环境下爆破振速的预测提供了更为可靠的结果，对类似地形起伏较大环境下爆破振动控制有一定的参考价值。     

烧结Al-Mg多孔介质的动态润湿特性研究

多孔介质的动态润湿特性是一个极具价值和挑战的研究命题，其包含表面铺展和内部渗透两方面。为更好地了解多孔介质的动态润湿特性，通过烧结制备了不同比例铝镁混合多孔介质，在此多孔介质上进行了液滴动态润湿可视化实验，并通过量纲分析法研究了表面铺展特征及铺展中直径与时间的关系。结果表明：铝镁多孔介质无论是否经过腐蚀，介质上的液滴铺展直径和时间都遵从幂函数规律，但依据烧结所用铝粉粒径不同和镁粉比例不同，氢氧化钠腐蚀作用对铺展过程产生两种相反影响。同时发现，当We数和Oh数较小时，液滴在铝镁混合多孔介质上存在二次铺展。第一次铺展时间较长，铺展后期存在短时间停滞现象，然后开始第二次铺展。第二次铺展时间较短，铺展速度有所减小。铺展完毕后，液滴开始收缩，直径减小。通过量纲分析发现液滴达到最大无量纲铺展直径的条件是惯性力为零而非毛细力与表面张力平衡，因此由经典的Lucas-Washburn’s方程得到的最大无量纲铺展直径与无量纲时间的关联式与实验结果偏差较大。经分析得到了更为符合实验规律的关联式：D～Kt^1/3。