基于可压缩双流体模型对射流破碎的研究

在OpenFOAM框架下,基于可压缩双流体模型,应用界面压缩法捕捉气液界面,采用大涡模型处理高速射流中的湍流流动,验证了文献中锥形喷嘴的质量流量和喷雾动量通量实验数据,数值结果和实验数据吻合较好,并在此基础上对射流破碎的机理进行了分析.为分析喷嘴几何结构对破碎的影响,修改ECN spray D喷嘴的出口直径,得到圆柱形喷嘴,结果发现圆柱形喷嘴的液柱破碎较弱,液核长度较长,因此喷嘴具有一定的锥度可以促进喷嘴出口的射流破碎.     

铸钢件凝固过程宏观相组织的数值计算研究

以铸钢凝固性能数据库和铸件温度场数据为基础,提出一种对凝固过程宏观相组织进行快速预测的计算模型,即根据微积分原理,将很多个较小温度区间所对应的相含量增量进行累加,近似得到凝固终止时刻以及凝固过程中各时刻的相含量值。计算了三通阀体铸钢件在凝固过程中的宏观相组织,得出奥氏体、铁素体、马氏体等不同相的含量及分布情况。结果表明,计算结果和理论分析基本吻合,从而证明了本文宏观相组织预测模型的可靠性。     

300MW机组锅炉低省改造后烟道流场特性数值模拟

为优化300 MW机组锅炉低省改造后除尘器区烟道流场特性,基于Fluent 14.0软件,对除尘器前烟道内流场进行三维数值研究,提出了相应的改造方案。研究结果表明:低省改造后烟道内流场存在着强烈的不均匀现象,局部存在的高速区造成烟道磨损;加装导流板能够有效优化烟道内流场分布,降低烟道内速度偏差;进入除尘器前气流分布均匀,导流板具有良好均流效果。此结果可为工程技术改造提供参考。     

PWR堆芯燃料组件非线性梁模型研究

为描述燃料组件的非线性特性，采用有限元方法建立燃料组件横向梁模型，并引入迟滞模型，用于模拟燃料组件横向变形时的非线性效应。计算结果表明:该非线性梁模型能够更准确地获得组件的弯曲变形和受力，有助于开展燃料组件事故分析。      

电磁轨道炮电枢装填推力影响因素分析

电磁轨道炮发射时装填固体电枢所需的推力不仅与电枢-轨道之间的初始接触压力相关,而且与装填电枢的方式等因素相关。通过选取装填过程所涉及的推杆和电枢为研究对象,利用NX NASTRAN解算器建立了电枢入膛有限元模型,对几种常见的推杆偏移现象进行了量化对比分析,结果表明推杆的上下偏移是造成装填推力变大的重要因素。在实际建模中,轨道选用与现实更贴合的凸面对称结构、电枢-轨道接触压力按照"每安培一克"进行初设。这些工作将有助于提高电磁轨道炮自动装填装置的设计水平。     

大涡模拟Smagorinsky模型用于磨粒流精密加工喷嘴的质量控制研究

为研究固液两相磨粒流加工喷嘴小孔过程中的流场分布、涡旋形成规律及涡旋的存在对磨粒流加工的影响机制，采用Smagorinsky亚格子模型对磨粒流加工喷嘴小孔的流道进行大涡数值模拟，并使用磨粒流对变直径喷嘴工件进行加工试验。数值模拟发现磨粒流流体中磨粒与壁面的碰撞与剪切作用随流体的速度增大而增大，同一截面的速度存在速度差，其中还伴随涡旋的存在；通过试验研究发现：经固液两相磨粒流加工后的喷嘴小孔表面质量得到明显提高，喷嘴经过四次不同入口速度的磨粒流加工后大孔处表面粗糙度Ra由1.24 μm降至0.542 μm，小孔处表面粗糙度Ra由1.21 μm降至0.437 μm。结论显示固液两相磨粒流加工技术可有效提高被加工喷嘴工件的内表面质量，加工时同一截面的速度存在速度差，速度差的存在利于涡旋的形成，涡旋的存在利于提高磨粒流加工过程的剪切作用，有助于获得高质量的喷嘴小孔内通道表面。     

巷道支护参数的设计及优化分析

为提升巷道围岩的支护效果和支护质量,以32617运输大巷为研究对象,在分析其巷道特征的基础上,结合理论计算初步确定巷道支护参数,并结合FLAC3D数值模拟软件对支护参数进行优化。     

TB级可导向防撞垫吸能盒拓扑优化设计

为了可导向防撞垫轻量化设计,基于混合元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,对可导向防撞垫吸能盒进行多工况拓扑优化分析,提取了吸能盒拓扑构型。并且利用正交试验设计方法,以车辆多工况碰撞中最大的加速度为考核指标,对矩型截面吸能盒的截面参数进行了优化设计,确定了矩型截面吸能盒的最优参数组合。最后,对正交试验优化前后的防撞垫进行多工况有限元仿真分析,并且将正碰工况下优化后防撞垫与现存防撞垫加速度对比,结果表明通过优化后获得的吸能盒较优化前缓冲性能更优,能更好的保护乘员安全。     

掘进工作面临时支护技术研究及应用

对掘进工作面临时支护技术及其机理进行了阐释。通过数值模拟方法研究临时支护对改变顶板受力状态、降低巷道应力集中、抑制顶板离层、减少巷道片帮、底鼓、冒顶事故的作用;给出了临时支护设计载荷的设计依据及其顶板控制范围。     

地表移动带范围内建构筑物安全可靠性分析

地表建构筑物位于在生产矿山地表开采移动范围内，如果按照一般圈定地表移动范围原则判断建构筑物的安全可靠性，结果是不安全或者预留保安矿柱可保证安全。为分析地表移动带范围内建构筑物安全可靠性，采用FLAC3D软件建立数值模拟模型，对矿区地表移动进行分析研究，并结合建构筑物的破坏等级评判标准，可以更加合理地判断地表移动范围内建构筑物的安全可靠性，对存在相似条件的矿山具有一定的借鉴意义。