移动射流切削黏土过程的ALE数值方法

射流在港口航道疏浚和海底冲沟等黏土施工中得到广泛应用,但对移动射流与黏土的相互作用过程研究较少,制约了射流技术在黏土切削施工中的高效应用。目前移动射流切削黏土过程的有效数值方法还较为缺乏,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,对移动射流切削黏土过程的数值模拟进行了探讨。结合软件提供的运动函数与射流源模拟移动射流的连续喷射,采用ALE网格解决射流切削界面网格大变形问题,通过侵蚀算法模拟黏土的失效行为。结果显示,无论是切削沟槽的形状,还是横截面和纵截面的具体尺寸,模拟与实验均较为吻合,表明本文采用的数值方法可以有效地模拟射流切削黏土过程。研究成果可为射流破土过程的机理性探索提供有效的数值方法。     

基于管道阻力-流速模型的泥浆输送流速寻优方法

疏浚工程中,管道泥浆最优流速确定多依赖于经验公式,工况变化较大时预测精度不高。采用Durand模型对不同试验工况下的阻力损失进行建模,并基于试验数据对模型常数进行调整,提高Durand模型的预测精度;采用高斯过程回归方法建模,分析训练样本数量对预测结果的影响;提出一种基于管道阻力-流速模型的流速寻优方法,并进行对比试验。结果表明,使用高斯过程回归方法建立的管道阻力模型预测精度更高,可达0.97以上,并可依据管道阻力(浓度)变化实时更新临界流速,从而为疏浚管道泥浆最优流速的确定提供了一种较为有效的寻优方法。