摘要：研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分析列车活塞风对隧道洞内温度场的影响机制,研究列车活塞风对寒区特长铁路隧道洞内温度场的影响规律,为寒区隧道抗防冻设计提供技术支撑。研究结论:(1)冬季列车通过隧道后,活塞风会引起洞内温度场在短时间内显著变化,列车活塞风对洞内温度场持续影响时间较短,列车通过后,洞内温度场会逐渐恢复,特别是当列车频次较小时,基本可恢复到自然通风条件下状态;(2)行车频次导致洞内纵向负温长度增大或减小率均在1%左右;随着围岩温度的增大,隧道洞内纵向负温长度显著降低,且围岩温度越高,活塞风作用方向对洞内温度场影响越小;(3)考虑活塞风对寒区隧道防寒抗冻影响时,应重点考虑其对两侧水沟抗防冻的影响;由于局部衬砌会出现交替冻融现象,隧道结构设计时,应对衬砌耐久性做一定的考虑;(4)本研究成果可供寒区特长铁路隧道建设参考,特别是单向自然风条件下铁路隧道抗防冻设计。

摘要：设计一种含圆柱空腔和金属螺旋结构的水下声学覆盖层,该覆盖层在565~5000Hz频率范围内平均吸声系数在0.85以上,具有带宽、吸声性能强的特点。通过有限元法分析该覆盖层的位移变化特点以及结构几何参数对吸声性能的影响,结果表明:金属螺旋结构的引入使基体橡胶产生反向运动(与入射波引起的基体橡胶位移方向相反),两个方向的运动在一定程度上可以相互抵消,从而消耗入射声波能量并有效提升吸声性能。叶片宽度、空腔半径、螺旋阶数的增加使得吸声峰向低频移动,但整体吸声性能会随之下降。

摘要：设计一种在声波入射端与出射端均为半无限大水域工况下使用的,内含空腔硅橡胶单元与金属板的复合结构声学覆盖层。利用仿真软件建立有限元模型,对比硅橡胶单元与域边界距离不同情况下的声学性能,验证嵌入金属板能够有效地提升覆盖层的声学性能,同时研究金属材料不同情况下对覆盖层声学性能的影响,并通过覆盖层位移云图对其吸声机理进行分析。研究表明,该结构可以实现在3300~8000 Hz频段内保持稳定在0.9以上的吸声系数。

摘要：本文提出了一种基于等几何法和模拟退火的壳结构分析及优化算法,旨在提高复杂壳结构的CAD与CAE一体化设计效率。首先基于NURBS技术对薄壳结构进行适分析参数化建模,然后基于Kirchhoff-Love壳理论实现等几何分析。接着,基于模拟退火算法以壳体的几何参数为设计变量,以多项力学性能为目标函数进行优化,实现了等几何分析与智能优化算法相结合的壳结构分析与优化。最后,通过2个算例验证了该算法的有效性。相对于传统有限元方法,该算法具有高精度、高效率的优势。

摘要：湘西作为乡村旅游先行地区,民族村寨建设虽取得较好成效,仍面临着基础设施不健全、旅游环境供给不完善等供需不平衡问题,给公共空间功能的有效发挥带来困境。以湘西典型民族村寨为研究对象,借助社会网络分析方法构建客观空间、村民行为、游客行为网络模型,从村域、局部、单点三个维度对比分析居游行为与公共空间的关联性与影响机制。研究表明,村民、游客与公共空间关联度存在差异性,村民行为活动分散,偏好生产生活、邻里交往空间,与物质承载、社会节点空间关联度较大;游客行为活动较为集中,喜好民族特色显著的公共空间,与文化传承空间关联密切。最后,基于空间行为关联机制,以公共空间形态与村民、游客需求为导向,从村域层面连通性、局部组团凝聚性、节点空间多重性三方面提出优化策略,有助于民族村寨与乡村旅游融合发展。

摘要：背景:目前国内外设计的腕部防护佩戴产品尚没有解决既保护腕关节不受损伤又保持腕关节灵活运动的矛盾。目的:探讨老年人跌倒腕关节背伸性损伤的生物力学机制,为预防和治疗老年人跌倒腕关节损伤提供生物力学依据。方法:选取1名65岁老年人对其左侧前臂中下2/3直至手指末端进行不间断CT扫描获取原始数据,利用ANSYS 12.0有限元软件建立腕关节背伸状态的有限元模型,约束模型的手掌面,给予模型一个大小为2 m/s、方向垂直向下的速度载荷模拟老年人跌倒时手掌撑地的受伤状态,观测载荷作用后腕关节软组织、骨骼的应力分布以及应力随时间改变情况。结果与结论:(1)研究建立了真实有效的老年人腕关节背伸位有限元模型,载荷作用后软组织应力主要集中于手掌小鱼际以及腕背侧,骨骼应力背侧主要集中于尺桡骨下端,桡骨下端的应力最大,掌侧应力主要集中于桡骨中下1/3、钩骨,尺桡骨的应力分布不对称,以桡骨应力更集中;(2)研究结果与临床老年人跌倒腕部损伤情况相符,可用于腕背伸损伤机制的解释,可为预防老年人因跌倒而发生腕关节损伤的腕部防护用品的设计以及腕部损伤的治疗提供生物力学依据。

摘要：为研究离心泵在变频调节过程中叶轮的受力特性,以某一单级双吸泵离心泵为研究对象,对其在“线性”及“非线性”2种变转速调节规律下泵内流场进行数值模拟,分析变转速过程中叶轮所受径向力及其流道内压力变化.结果表明:不同的变转速过程,转速变化率对径向力变化出现差异起主导作用;2种变转速过程中径向力在圆周方向的矢量分布呈现略微差异,非线性变化时各方向受力更加均匀,更利于设备稳定运行;相比不同时刻所对应的定转速工况,变速工况下径向力均偏大,在0.11 s时刻最为明显,且非线性变化过程径向力值增幅更大,达到534 N;在变频调节过程中,径向力的脉动频率以低频为主;相比于其他部位,叶轮出口的压力变化较明显,引起叶轮出口受力变化,是影响径向力大小的直接因素.

摘要：为有效进行大断面公路瓦斯隧道施工期通风降气,以古金高速公路大梁子隧道工程为依托,采用SCDM软件建立2台阶带仰拱的计算模型,使用Fluent软件进行数值模拟,揭示在不同台阶长度、风筒出风口距掌子面距离、双风筒布设形式下,隧道掌子面及附近区域的通风流场特征和瓦斯运移规律,并结合现场监测数据进行验证。研究结果表明:1)流场在通风20 min后基本稳定,上台阶和仰拱段会形成涡流阻碍瓦斯的运移、扩散和稀释,在风筒非对称布设情况下,掌子面风筒对侧的墙角处出现瓦斯积聚现象;2)隧道内通风降气效果的敏感性影响因素排序为双风筒及布设形式>风筒出风口距掌子面距离>台阶长度,建议优先采用双风筒同侧布设送风,其次调整风筒出风口距掌子面距离为20~25 m和台阶长度为15~20 m;3)采用双风筒同侧布设通风时,掌子面及附近区域风速提高、瓦斯体积分数大幅降低,且施工现场开展的送风试验与数值计算结果吻合度高,验证了双风筒同侧送风的可靠性。

摘要：[目的]注浆加固是降低隧道施工对既有建筑物扰动的常用处置措施,工程中应重点关注注浆加固体的参数设计。合理的注浆加固体参数是保障加固效果、降低工程造价的前提,为此有必要结合工程实际对其进行优化分析。[方法]以南宁轨道交通5号线五一立交站—新秀公园站区间隧道工程为例,根据既有建筑与隧道的位置关系对下穿施工进行分类,采用数值计算对注浆加固体横断面参数进行分类优化,并对加固体受力机理进行分析。在施工现场,根据参数优化结果进行注浆加固,以验证加固体参数优化的有效性。[结果及结论]下穿施工可分为3类:隧道正穿建筑;隧道侧穿I型建筑;隧道侧穿II型建筑。隧道正穿建筑时,加固体宜伸入微扰动区约1 m,加固厚度宜为6 m。隧道侧穿建筑时,加固体近隧道侧宜超出建筑4 m,远隧道侧宜伸入微扰动区4 m,加固厚度宜为6 m。加固体受力机理在隧道正穿建筑时可简化为两端锚固梁,侧穿建筑时可简化为悬臂梁。监测结果表明,优化加固体参数能够有效控制建筑变形。

摘要：本文基于商业级的高电子迁移率GaAs HEMT,使用ADS软件仿真设计了一款C波段低温低噪声放大器。基于极低温测试平台并使用低温衰减器法对低温放大器的噪声进行了高精度测试,结果表明:该放大器能够工作在4 K液氦温区,等效噪声温度低至7 K以下,增益大于30 dB,功耗优于30 mW。可以应用于量子计算、射电天文等对噪声、功耗、体积有高要求的领域。