摘要：混输叶片泵是多相混输过程中的关键设备,其综合性能的提高对系统的输运能力至关重要。为揭示动静叶间距对混输叶片泵气液固三相流动特性的影响,基于Euler多流体模型,对某气液固混输叶片泵动静叶间距分别为8、10、12、14、16 mm时的内部流体流动进行了数值模拟。结果表明,当动静叶间距由8 mm增加到16 mm,混输叶片泵的扬程和效率分别下降了0.47 m和1.38%,且下降趋势可分为骤降区Ⅰ、缓变区和骤降区Ⅱ。不同动静叶间距下,气液固混输叶片泵内压强、固体体积分数、气体体积分数等分布规律相似,但随着动静叶间距增加,气液固混输叶片泵叶轮和导叶进出口压强差降低,气体和固体的聚集程度增大,且液体撞击导叶叶片压力面最剧烈的位置逐渐前移,导叶内涡量增强,涡结构更加明显,从而导致混输叶片泵输运性能降低。研究成果可为气液固混输叶片泵设计过程中动静叶间距的选取提供参考。

摘要：针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

摘要：为研究超大保护层水工钢筋混凝土梁的裂缝特征以及评估其对DL/T 5057—2009《水工混凝土结构设计规范》裂缝宽度计算公式的适用性,进行了10根截面宽度为200~300 mm、高度为400~1 000 mm、保护层厚度为25~150 mm配置HRB400钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,得到梁的开裂荷载、裂缝间距的大小与分布、裂缝宽度等,分析了混凝土保护层厚度对梁的裂缝间距和裂缝宽度的影响,结合短期裂缝试验结果,采用DL/T 5057—2009《水工混凝土结构设计规范》的裂缝计算公式进行了对比计算。结果表明:在正常使用状态下,当混凝土保护层厚度小于60 mm时,裂缝平均间距随保护层厚度的增大而增加;当混凝土保护层厚度超过60 mm时,保护层厚度对裂缝平均间距影响不大;平均裂缝间距、平均裂缝宽度和短期最大裂缝宽度试验值与按DL/T 5057—2009计算的结果相比总体上偏小。根据试验结果并参考相关规范,给出平均裂缝间距计算式,并根据黏结滑移理论得到了适用于超大保护层厚度的钢筋混凝土梁短期最大裂缝宽度计算式,经与裂缝试验资料对比计算,其短期最大裂缝宽度与试验结果吻合较好。

摘要：为研究偏心圆柱绕流柱体的运动特征及其转化海流能等低流速流体能量的特性,开展了偏心圆柱绕流试验研究,测量了角度摆动、扭矩变化规律,分析了偏心圆柱的运动特征、水动力学性能,以及偏心圆柱绕流摆动动力学系统的混沌特性,计算了平均输出功率与能量转化效率。结果表明:偏心圆柱绕流摆动需要一定的启动流速,来流雷诺数大于一定数值时,发生偏心圆柱的摆动频率锁定现象;偏心圆柱绕流转化流体能量的效率与阻尼呈线性正比关系,随来流雷诺数的增大而减小,最大转化效率可达37%。偏心圆柱绕流摆动系统为一弱混沌系统,其运动规律可近似由线性方程拟合。依据斯特劳哈尔相似准则和拟合的运动规律预测了原型偏心圆柱绕流的运动规律和能量转化效率。研究成果可为海流能开发利用装备的设计研发提供理论基础和试验依据。

摘要：实际工程设计优化、设计空间搜索、灵敏度分析、可靠性分析等问题,若单次模拟比较费时,直接用原模型进行数千、甚至数百万次模拟是不可能完成的任务。多项式混沌展开方法是解决这类问题的有效方法,其方法表达和程序实现是应用中关注的重点问题。该文介绍了多项式混沌展开方法的数学理论,并将之用于结构可靠性分析。首先,将结构可靠性分析的功能响应函数以多项式混沌展开表示,其中统一采用Hermite多项式。给出Hermite多项式的一种适合计算机程序生成的通项形式,实现多项式混沌展开的计算程序的通用化,以及多项式次数的自适应选择。其次,利用具有显式功能函数的结构可靠性分析算例,考察所构建的代理模型的正确性和适用性。结果表明,多项式混沌展开的次数越高,模型的精度就越高,具有良好的收敛性,同时表明仅就考察代理模型而言,利用显式功能函数是最简便的方式。

摘要：针对现有网格生成算法在处理自交曲面时出现的缺少交线表示、误差大以及交线附近三角形质量差的问题,提出一种针对自交有理参数曲面的网格生成算法.首先,利用动平面法计算曲面的奇异因子;其次,利用奇异因子和曲面的第一基本形式定位交线上的拓扑关键点;再次,基于动平面法设计了一种交线网格点配对生成算法,以保证网格交线的邻域协调性;最后,使用基于粒子的网格生成法生成参数域网格.在具有不同拓扑的自交曲面上进行网格生成实验,所提算法可保证网格交线拓扑正确性,且与未进行交线网格点配对的各类代表性各向同性网格生成算法相比,网格三角形最小角平均值平均高0.6%.

摘要：不分横缝、整体浇筑拱坝是近年来推动堆石混凝土拱坝快速发展的新型筑坝技术,非均质堆石混凝土材料的等效参数取值是全拱坝温度仿真前亟待解决的问题。本文依托风光拱坝工程开展了施工期原型温度监测试验,并通过分析堆石与自密实混凝土的温度演化规律,进行了等效均质堆石混凝土温度仿真研究。试验结果发现,入仓的堆石体对下层已浇筑的堆石混凝土存在“保温效应”;自密实混凝土浇筑后会引起下层已浇筑堆石混凝土二次温升,但影响深度不会超过每仓厚度;气候温和地区冬季,堆石体入仓温度比日平均气温高约2.0~4.0℃。结合仿真计算发现,堆石混凝土早龄期温度是从非均匀场向均匀场演化的过程,自密实混凝土入仓时会迅速与堆石进行热交换,水化反应开始后堆石会不断吸收自密实混凝土水化热,经过约48 h达到温度峰值后,两种材料的温度场接近均匀分布。采用均质模型及等效入仓温度、加权导热系数、等效绝热温升,考虑拱坝上下游预制块模板与防渗层等结构开展施工期温度仿真,能较好地模拟堆石混凝土水化过程的等效均匀温度场。拱坝体型相对较薄、散热快,筑坝材料堆石混凝土实测水化温升低(冬季仅约6℃),有力支撑了整体浇筑堆石混凝土拱坝的可行性。

摘要：为了研究气体添加对泵内流场及压力脉动特性的影响,本文基于ANSYS_CFX对一叶片式输油泵内纯油及油气两相流动进行数值模拟,其中两相工况的含气率为1%、0.5%和0.1%。沿流动方向在叶轮和导叶流道总共设置8个监测点,并对其压力脉动的时域和频域特性进行分析。结果显示:添加少量气体对叶轮流道内压力脉动影响较小,而对导叶中后部流道内压力脉动抑制明显,该处压力脉动降幅可达50%以上。通过对纯油和气体添加工况的流场分析,发现添加少量气体可改善泵内压力分布和导叶流道的旋涡结构,使该区域的流动更加平稳;所添加气体将在导叶中后部流道发生聚集,聚集区域与旋涡区位置接近,且聚集气体可对该区域的压力脉动能量起到吸收作用,从而减弱流体压力脉动。

摘要：为保证海底隧道在断层错动作用下的结构安全,依托胶州湾第二海底隧道工程,对隧道穿越最大位错量为0.49 m的沧口断裂段落进行衬砌结构设计,提出扩大断面和多孔脆性材料填充2种方案。采用有限元数值模拟方法对2种方案衬砌结构的变形与受力特点进行分析,并综合对比2种方案的衬砌结构受力情况、扩挖量和施工难易度,最终推荐采用柔性连接结合多孔脆性材料填充的抗错断结构设计方案。该方案在减小开挖量、未明显增加施工难度的同时,克服了扩大断面方案二次衬砌在断层错动作用下易破坏的问题,可保证止水构造正常发挥作用,提升海底隧道衬砌结构在断层错动下的安全性。

摘要：针对现行《水工混凝土结构设计规范》(DL/T 5057—2009)短期刚度公式背景资料钢筋强度较低的问题,进行了10根配置HRB400钢筋的混凝土简支梁受弯试验,试验量测了梁在每级荷载下的跨中挠度,分析了跨中挠度随荷载的变化规律,对试验梁在(0.5~0.7)Mu荷载下跨中挠度实测值与水工规范计算值进行了对比。结果表明:跨中挠度随荷载的变化与普通钢筋混凝土梁基本一致,荷载-挠度曲线分为裂缝出现前、裂缝出现后和钢筋屈服后3个阶段;跨中挠度实测值比水工规范计算值偏大;对本文试验使用荷载下24个挠度实测值和收集整理的其他研究者简支梁受弯试验95个挠度实测值的统计分析表明,高强钢筋混凝土梁短期刚度与αEρ为线性关系,根据本文试验数据采用线性模型对水工钢筋混凝土规范的短期刚度公式有关系数进行了修正,其结果与实测挠度符合良好。