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Fluid-solid coupling numerical simulation of charge process in variable-mass thermodynamic system 被引量:8
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作者 胡继敏 金家善 严志腾 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第4期1063-1072,共10页
Abstract: A joint solution model of variabk:-mass flow in two-phase region and fluid-solid coupling heat transfer, concerned about the charge process of variable-mass thermodynamic system, is built up and calculated... Abstract: A joint solution model of variabk:-mass flow in two-phase region and fluid-solid coupling heat transfer, concerned about the charge process of variable-mass thermodynamic system, is built up and calculated by the finite element method (FEM). The results are basically consistent with relative experimental data. The calculated average heat transfer coefficient reaches 1.7~105 W/(m2. K). When the equal percentage valve is used, the system needs the minimum requirements of valve control, but brings the highest construction cost. With the: decrease of initial steam pressure, the heat transfer intensity also weakens but the steam flow increases. With the initial water filling coefficient increasing or the temperature of steam supply decreasing, the amount of accumulative steam flow increases with the growth of steam pressure. When the pressure of steam supply drops, the steam flow gradient increases during the maximum opening period of control valve, and causes the maximum steam flow to increase. 展开更多
关键词 steam accumulator variable-mass control valve fluid-solid coupling numerical simulation
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Numerical simulation of aluminum holding furnace with fluid-solid coupled heat transfer 被引量:9
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作者 周乃君 周善红 +1 位作者 张家奇 潘青林 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2010年第6期1389-1394,共6页
To predict three-dimensional temperature distribution of molten aluminum and its influencing factors inside an industrial aluminum holding furnace,a fluid-solid coupled method was presented.The fluid-solid coupled mat... To predict three-dimensional temperature distribution of molten aluminum and its influencing factors inside an industrial aluminum holding furnace,a fluid-solid coupled method was presented.The fluid-solid coupled mathematics models of aluminum holding furnace in the premixed combustion processing were established based on mass conservation,moment conservation,momentum conservation,energy conservation and chemistry species conservation.Computational results agree well with the test data of the typical condition.The maximum combustion temperature is 1 850 K.The average temperature of the molten aluminum is 1 158 K,and the maximum temperature difference is about 240 K.The average temperature increases 0.3 ℃ while the temperature of combustion air increases 1 ℃.The optimal excess air ratio is 1.25-1.30. 展开更多
关键词 aluminum holding furnace COMBUSTION heat transfer fluid-solid coupled numerical simulation
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Numerical investigation on permeability evolution behavior of rock by an improved flow-coupling algorithm in particle flow code 被引量:10
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作者 ZENG Wei YANG Sheng-qi +1 位作者 TIAN Wen-ling WEN Kai 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第6期1367-1385,共19页
Permeability is a vital property of rock mass, which is highly affected by tectonic stress and human engineering activities. A comprehensive monitoring of pore pressure and flow rate distributions inside the rock mass... Permeability is a vital property of rock mass, which is highly affected by tectonic stress and human engineering activities. A comprehensive monitoring of pore pressure and flow rate distributions inside the rock mass is very important to elucidate the permeability evolution mechanisms, which is difficult to realize in laboratory, but easy to be achieved in numerical simulations. Therefore, the particle flow code (PFC), a discrete element method, is used to simulate permeability behaviors of rock materials in this study. Owe to the limitation of the existed solid-fluid coupling algorithm in PFC, an improved flow-coupling algorithm is presented to better reflect the preferential flow in rock fractures. The comparative analysis is conducted between original and improved algorithm when simulating rock permeability evolution during triaxial compression, showing that the improved algorithm can better describe the experimental phenomenon. Furthermore, the evolution of pore pressure and flow rate distribution during the flow process are analyzed by using the improved algorithm. It is concluded that during the steady flow process in the fractured specimen, the pore pressure and flow rate both prefer transmitting through the fractures rather than rock matrix. Based on the results, fractures are divided into the following three types: I) fractures link to both the inlet and outlet, II) fractures only link to the inlet, and III) fractures only link to the outlet. The type I fracture is always the preferential propagating path for both the pore pressure and flow rate. For type II fractures, the pore pressure increases and then becomes steady. However, the flow rate increases first and begins to decrease after the flow reaches the stop end of the fracture and finally vanishes. There is no obvious pore pressure or flow rate concentration within type III fractures. 展开更多
关键词 rock mechanics fluid-solid coupling particle flow code (PFC) PERMEABILITY triaxial compression
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Multi-degree-of-freedom coupling dynamic characteristic of TBM disc cutter under shock excitation 被引量:10
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作者 霍军周 孙晓龙 +2 位作者 李广庆 李涛 孙伟 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第9期3326-3337,共12页
When the tunneling boring machine(TBM) cutterhead tunnels, the excessive vibration and damage are a severe engineering problem, thereby the anti-vibration design is a key technology in the disc cutter system. The stru... When the tunneling boring machine(TBM) cutterhead tunnels, the excessive vibration and damage are a severe engineering problem, thereby the anti-vibration design is a key technology in the disc cutter system. The structure of disc cutter contains many joint interfaces among cutter ring, cutter body, bearings and cutter shaft. On account of the coupling for dynamic contact and the transfer path among joint interface, mechanical behavior of disc cutter becomes extremely complex under the impact of heavy-duty, which puts forward higher requirements for disc cutter design. A multi-degree-of-freedom coupling dynamic model, which contains a cutter ring, a cutter body, two bearings and cutter shaft, is established, considering the external stochastic excitations, bearing nonlinear contact force, multidirectional mutual coupling vibration, etc. Based on the parameters of an actual project and the strong impact external excitations, the modal properties and dynamic responses are analyzed, as well as the cutter shaft and bearings' loads and load transmission law are obtained. Numerical results indicate the maximum radial and axial cutter ring amplitudes of dynamic responses are 0.568 mm and 0.112 mm; the maximum radial and axial vibration velocities are 41.1 mm/s and 38.9 mm/s; the maximum radial and axial vibration accelerations are 94.7 m/s2 and 58.6 m/s2; the maximum swing angle and angular velocity of cutter ring are 0.007° and 0.0074 rad/s, respectively. Finally, the maximum load of bearing roller is 40.3 k N. The proposed research lays a foundation for structure optimization design of disc cutter and cutter base, as well as model selection, modification and fatigue life of the cutter bearing. 展开更多
关键词 tunneling boring machine(TBM) disc cutter system joint interface coupled nonlinearity dynamical characteristics
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Fluid solid coupling model based on endochronic damage for roller compacted concrete dam 被引量:4
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作者 顾冲时 魏博文 +1 位作者 徐镇凯 刘大文 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第11期3247-3255,共9页
According to the characteristics of thin-layer rolling and pouting construction technology and the complicated mechanical behavior of the roller compacted concrete dam (RCCD) construction interface, a constitutive m... According to the characteristics of thin-layer rolling and pouting construction technology and the complicated mechanical behavior of the roller compacted concrete dam (RCCD) construction interface, a constitutive model of endochronic damage was established based on the endochronic theory and damage mechanics. The proposed model abandons the traditional concept of elastic-plastic yield surface and can better reflect the real behavior of rolled control concrete. Basic equations were proposed for the fluid-solid coupling analysis, and the relationships among the corresponding key physical parameters were also put forward. One three-dimensional finite element method (FEM) program was obtained by studying the FEM type of the seepage-stress coupling intersection of the RCCD. The method was applied to an actual project, and the results show that the fluid-solid interaction influences dam deformation and dam abutment stability, which is in accordance with practice. Therefore, this model provides a new method for revealing the mechanical behavior of RCCD under the coupling field. 展开更多
关键词 roller compacted concrete dam endochronic damage fluid-solid coupling analytical model
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Hydro-mechanical coupling mechanism on joint of clay core-wall and concrete cut-off wall 被引量:3
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作者 罗玉龙 詹美礼 +1 位作者 盛金昌 吴强 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第9期2578-2585,共8页
The joint of clay core-wall and concrete cut-off wall is one of the weakest parts in high earth and rockftll dams.A kind of highly plastic clay is always fixed on the joint to fit the large shear deformation between c... The joint of clay core-wall and concrete cut-off wall is one of the weakest parts in high earth and rockftll dams.A kind of highly plastic clay is always fixed on the joint to fit the large shear deformation between clay core-wall and concrete cut-offwall,so the hydro-mechanical coupling mechanisms on the joint under high stress,high hydraulic gradient,and large shear deformation are of great importance for the evaluation of dam safety.The hydro-mechanical coupling characteristics of the joint of the highly plastic clay and the concrete cut-off wall in a high earth and rockfill dam in China were studied by using a newly designed soil-structure contact erosion apparatus.The experimental results indicate that:1) Shear failure on the joint is due to the hydro-mechanical coupling effect of stress and seepage failure.The seepage failure will induce the final shear failure when the ratio of deviatoric stress to confining pressure is within 1.0-1.2; 2) A negative exponential permeability empirical model for the joint denoted by a newly defined principal stress function,which considers the coupling effect of confining pressure and axial pressure on the permeability,is established based on hydro-mechanical coupling experiments.3) The variation of the settlement before and after seepage failure is very different.The settlement before seepage failure changes very slowly,while it increases significantly after the seepage failure.4) The stress-strain relationship is of a strain softening type.5) Flow along the joint still follows Darcian flow rule.The results will provide an important theoretical basis for the further evaluation on the safety of the high earth and rockfill dam. 展开更多
关键词 high earth and rockfill dam soil/structure interface hydro-mechanical coupling mechanism seepage failure shear failure
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知识耦合视域下战略性新兴产业实现突破式创新的内在机制与动态过程——以智能汽车芯片为例 被引量:1
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作者 陈洁 韦俊龙 《管理工程学报》 北大核心 2025年第4期297-309,共13页
战略性新兴产业是百年未有之大变局下中国把握发展战略机遇期的重要载体,正面临关键技术“卡脖子”和创新效率低下的难题。本文从产业创新生态系统知识耦合视域,研究知识基础与共生界面影响突破式创新的内在机制和动态过程,从而破解战... 战略性新兴产业是百年未有之大变局下中国把握发展战略机遇期的重要载体,正面临关键技术“卡脖子”和创新效率低下的难题。本文从产业创新生态系统知识耦合视域,研究知识基础与共生界面影响突破式创新的内在机制和动态过程,从而破解战略性新兴产业的创新困境,具有重大实践价值和理论意义。基于智能汽车芯片战略性新兴产业的多案例研究发现:“知识基础+共生界面——知识耦合——突破式创新”是战略性新兴产业实现突破式创新的内在机制;战略性新兴产业从产业导入期、成长期到成熟期,分别对应差异化的内外资源约束,衍生出“内部主导知识耦合”“外部主导知识耦合”“内外知识耦合”三种差异化创新模式,从而在各阶段更高效地实现突破式创新。在理论上,本研究从产业创新生态系统知识耦合视域丰富了战略性新兴产业实现突破式创新的内在机制和动态过程研究;在实践上,本研究对战略性新兴产业破解关键技术“卡脖子”和创新效率低下的难题有启发和指导意义。 展开更多
关键词 知识基础 共生界面 知识耦合 突破式创新 战略性新兴产业
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考虑水-力耦合的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型 被引量:1
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作者 李林 张等红 +2 位作者 张淼 顾晓强 徐龙飞 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1343-1355,1367,共14页
黄土因具有结构性强度和水敏性,桩-黄土接触面的剪切变形特性受水分影响显著,且剪切变形过程中因结构性强度退化而呈现出应变软化特性。根据桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合特性,以有效饱和度和Bishop有效应力作为直接驱动变量反映饱和... 黄土因具有结构性强度和水敏性,桩-黄土接触面的剪切变形特性受水分影响显著,且剪切变形过程中因结构性强度退化而呈现出应变软化特性。根据桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合特性,以有效饱和度和Bishop有效应力作为直接驱动变量反映饱和度对黄土结构性强度的影响。为考虑桩-非饱和黄土接触面剪切变形过程中结构性强度的退化特征,分别构建了接触面黏聚力、摩擦角和压缩指数的结构性参数,并建立了各结构性参数随塑性应变和土体有效饱和度的演化方程。在此基础上,通过等效侧限条件下非饱和结构性黄土与饱和无结构性黄土的塑性变形,在有效应力-有效饱和度空间建立了桩-非饱和黄土接触面的增湿屈服方程,进而耦合土-水特征曲线,提出了桩-非饱和黄土接触面的水-力耦合弹塑性本构模型。通过兰州非饱和结构性黄土的直剪试验数据和山西非饱和黄土桩的现场试桩数据对模型进行了验证与分析。结果表明,建立的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型可以描述桩-非饱和黄土接触面剪切变形的水-力耦合特性,体现桩-非饱和黄土接触面剪切强度随饱和度增加而减小的特征,且能够有效反映桩-土接触面应变软化特征随饱和度的变化规律。模型为非饱和黄土桩基灾变防控设计、计算和承载特性分析提供了有效途径。 展开更多
关键词 桩-黄土接触面 荷载传递 结构性强度 水-力耦合 应变软化
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地铁“隧道-四电”技术接口施工进度风险仿真研究
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作者 闫林君 刘晶晶 +2 位作者 李飞 王亚妮 陈慧鑫 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期64-72,96,共10页
为实现对地铁隧道工程施工进度的优化控制,针对地铁“隧道-四电”技术接口施工过程中存在的诸多不确定风险,构建一种基于耦合优化相关进度风险分析模型(CSRAM)和贝叶斯信念网络(BBNs)的施工进度仿真模型。首先,对影响施工进度的风险因... 为实现对地铁隧道工程施工进度的优化控制,针对地铁“隧道-四电”技术接口施工过程中存在的诸多不确定风险,构建一种基于耦合优化相关进度风险分析模型(CSRAM)和贝叶斯信念网络(BBNs)的施工进度仿真模型。首先,对影响施工进度的风险因素进行识别,并运用BBNs量化风险因素对技术接口活动施工进度的非叠加性影响,计算得到风险因素表现情况概率边界;其次,运用层次-熵权法对传统的CSRAM进行优化,并考虑风险因素之间的相互关系、技术接口任务活动之间的相互关系以及风险因素与技术接口任务活动之间的相互关系;最后,构建耦合优化CSRAM和BBNs模型,运用蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真方法以北京地铁17号线北段工程为例进行仿真分析,计算施工进度的完工概率,并通过调整风险因素的概率边界,对地铁“隧道-四电”技术接口的风险因素进行敏感性分析。结果表明:地铁“隧道-四电”技术接口在风险因素影响下的完工工期为576天,按期完工概率为83.43%,接口工序施工技术管理不足、接口参与方的沟通不畅是影响技术接口施工进度最敏感的风险因素。研究结果验证了地铁“隧道-四电”技术接口施工进度仿真模型的适用性,可为地铁“隧道-四电”技术接口施工进度控制和风险管理提供理论依据。 展开更多
关键词 交通运输工程 地铁“隧道-四电” 技术接口 耦合优化CSRAM和BBNs 进度仿真 风险因素
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纳米SiO_(2)-硅烷偶联剂改性BF/PP复合材料的工艺参数及性能优化
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作者 赵广兴 刘袁媛 +3 位作者 何亚东 信春玲 潘益鹏 任峰 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第8期129-137,共9页
基于自主搭建的纤维在线喷淋装置设备,使用硅烷偶联剂改性纳米SiO_(2)分散液对玄武岩纤维(BF)进行在线喷淋改性,通过设计DOE实验,研究了处理距离、喷淋气压、牵引速度等工艺参数对BF/聚丙烯(PP)表面改性效果的影响;进一步改变硅烷偶联... 基于自主搭建的纤维在线喷淋装置设备,使用硅烷偶联剂改性纳米SiO_(2)分散液对玄武岩纤维(BF)进行在线喷淋改性,通过设计DOE实验,研究了处理距离、喷淋气压、牵引速度等工艺参数对BF/聚丙烯(PP)表面改性效果的影响;进一步改变硅烷偶联剂的浓度和种类,探究硅烷偶联剂对纳米SiO_(2)改性的机理与改性效果,并结合BF/PP复合材料的力学性能测试进行综合讨论。BF/PP复合材料制备工艺参数优化过程中,采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜等多种手段对材料进行测试表征,结果表明纳米SiO_(2)均匀喷淋在BF表面,可有效提高BF的表面粗糙度,增强BF与PP的机械锁合作用;硅烷偶联剂协同作用下,可有效提高BF与纳米SiO_(2)的表面化学活性,使BF与PP通过化学键紧密结合。工艺优化结果显示,处理距离为100 mm、喷淋气压为0.6 MPa、牵引速度为3 m/min时,改性材料的层间剪切强度提升83.2%。硅烷偶联剂KH550在质量分数为1.5%时改性效果最佳,注塑后复合材料相较于对照组,拉伸强度提升19.75%,弯曲强度提升30.22%,冲击强度提升27.06%。 展开更多
关键词 在线喷淋装置 纳米SiO_(2) 界面改性 硅烷偶联剂 玄武岩纤维
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全级配混凝土/玄武岩界面直接拉伸断裂研究
11
作者 张亚洲 钟红 +1 位作者 李德玉 涂劲 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期266-276,共11页
【目的】以建在基岩上的混凝土坝建基面地震稳定分析为背景,开展全级配混凝土/玄武岩界面静动态断裂试验研究。【方法】试验采取含预制裂缝的圆柱体复合试件承受直接拉伸的形式。在地震荷载典型应变率范围内考虑两种加载速率,其中应变率... 【目的】以建在基岩上的混凝土坝建基面地震稳定分析为背景,开展全级配混凝土/玄武岩界面静动态断裂试验研究。【方法】试验采取含预制裂缝的圆柱体复合试件承受直接拉伸的形式。在地震荷载典型应变率范围内考虑两种加载速率,其中应变率10^(-3)/s为动态加载,应变率10^(-6)/s作为准静态加载。测得了试件的荷载-位移曲线,据此计算全级配混凝土/玄武岩界面的断裂参数,结合数值模拟得到了断裂韧度。【结果】研究表明:准静态加载下复合试件沿预制裂缝扩展,而动态加载下试件在扩展过程中向玄武岩中含天然斜裂缝位置偏转。【结论】相比于准静态加载,复合试件在动态荷载作用下有更高的断裂参数。而与全级配混凝土对比,复合试件在准静态加载下的断裂参数显著降低。通过本次研究,可为全级配混凝土/玄武岩界面准静态和动态作用下的断裂性能提供参考。 展开更多
关键词 动态直接拉伸断裂 全级配混凝土/玄武岩界面 位移外推法 试验-数值耦合法 变形 混凝土 影响因素
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降压开采下深海能源土近井界面力学特性耦合分析
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作者 卢永鑫 蒋明镜 王思远 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1298-1307,共10页
天然气水合物作为最有潜力的清洁能源之一备受关注。开采过程中水合物分解将使近井水合物沉积物(即深海能源土)力学特性劣化,引起系列开采风险及工程地质灾害。针对目前大多数研究未从微观角度着眼于开采中的能源土-井筒结构接触界面特... 天然气水合物作为最有潜力的清洁能源之一备受关注。开采过程中水合物分解将使近井水合物沉积物(即深海能源土)力学特性劣化,引起系列开采风险及工程地质灾害。针对目前大多数研究未从微观角度着眼于开采中的能源土-井筒结构接触界面特性变化,采用实用型水合物开采多场耦合分析框架TOUGH+HYDRATE+PFC,考虑相对更为真实的能源土-井筒接触界面的不同情况,开展了降压开采多场耦合数值模拟,对近井土体以及井筒本身的力学响应进行了对比分析,探讨了井筒表面粗糙度对于开采中土体、井筒间的相互作用的影响规律。结果表明:①不同的井筒表面粗糙程度未对温压化及开采效率方面产生明显影响。②适当提高井筒表面的粗糙程度可有效地减小接触土体沉降幅度,增强井壁接触区域的土体稳定性,降低开采风险以保证开采能够相对稳定地长期进行。③井筒粗糙度的增大会导致井筒受到更大的摩擦力,需控制井筒表面不能过于粗糙以防止井筒本身受力过大影响而失稳破坏。 展开更多
关键词 深海能源土 水合物分解 离散单元法 开采井 界面 耦合分析
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煤粉界面厚度影响下结合面接触刚度分析
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作者 杨辛未 孙东 +2 位作者 张帅 吴东璇 陈洪月 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期120-130,共11页
为研究煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响,对接触表面的微观形貌进行了刻画,试验测量了煤粉颗粒间及其与接触面间的接触参数,并基于颗粒液桥与颗粒破碎理论,采用有限元-离散元耦合方法,建立了含有煤粉界面的结合面三体接触模型,分析... 为研究煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响,对接触表面的微观形貌进行了刻画,试验测量了煤粉颗粒间及其与接触面间的接触参数,并基于颗粒液桥与颗粒破碎理论,采用有限元-离散元耦合方法,建立了含有煤粉界面的结合面三体接触模型,分析了不同煤粉界面厚度对结合面接触刚度的影响。研究结果表明:随着煤粉界面厚度增加,煤粉颗粒破碎数量先增加后降低,当界面厚度为0.5 mm时发生破碎的颗粒数量最多,其中中大粒径颗粒主要起到承载作用;随着界面厚度的增加,煤粉颗粒力链数量和长度随之增加,煤粉颗粒间的液桥力随之减小,随着大粒径颗粒的破碎,液桥力会发生骤降;当界面厚度为0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm时,结合面三体接触刚度分别为1.792×10^(8) Pa/m、1.659×10^(8) Pa/m、1.600×10^(8) Pa/m,最后采用试验方法进行了验证。研究结果为煤矿装备动态特性与寿命预测研究提供依据。 展开更多
关键词 煤粉界面 三体接触刚度 多尺度方法 有限元-离散元耦合方法
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流体与大变形弹性结构物相互作用MPS-BPM耦合模型研究
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作者 郝婕 王丽珠 +1 位作者 蒋勤 朱刘杰 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1325-1335,共11页
针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗... 针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗日法的MPS-BPM无网格粒子法流-固耦合数值模型.该模型基于压强梯度力量化弹性结构物粒子所受到的周围流体作用;通过建立流体粒子和弹性结构物粒子的压力泊松方程,对流体域和结构域进行统一的数值离散求解,实现弹性结构体对周围流体的反馈作用;利用背景网格法削弱流-固交界面处的数值压力振荡与自由液面的数值波动,增强模型的计算精度和稳定性.首先,通过对弹性悬臂梁在初始瞬时速度条件下的运动模拟,验证改进的BPM法对模拟弹性体大变形运动问题的可靠性.然后,通过对弹性闸门溃坝水流运动与闸门变形、溃坝水流对弹性结构物冲击作用的模拟,分析MPS-BPM流-固耦合模型在模拟复杂的流-固相互作用问题中的适用性.计算结果表明:基于MPS-BPM耦合模型得到的流体速度场和压强场变化合理、弹性结构体内部应力分布平滑且流-固交界面处未出现非物理间隙,该耦合模型能够很好地再现流-固相互作用的运动过程. 展开更多
关键词 流-固耦合数值模拟 移动粒子半隐式法 黏结粒子模型 弹性结构变形 界面耦合
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基于真实界面形貌的热障涂层氧化的数值模拟
15
作者 申强 赵志勇 +3 位作者 王芳 师云龙 蒋立坤 常超 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期97-103,共7页
为了研究热障涂层界面氧化过程中氧化层厚度和应力场分布,发展了基于真实界面形貌的热障涂层界面氧化力-化耦合生长和应力演化的有限元模型,模拟了氧化层生长和应力演化。结果发现;在界面粗糙的位置,氧化层厚度明显大于其他位置;随着氧... 为了研究热障涂层界面氧化过程中氧化层厚度和应力场分布,发展了基于真实界面形貌的热障涂层界面氧化力-化耦合生长和应力演化的有限元模型,模拟了氧化层生长和应力演化。结果发现;在界面粗糙的位置,氧化层厚度明显大于其他位置;随着氧化时间的增加,氧化层与粘结层的界面逐渐趋于平滑,这与文献结果相吻合;涂层内Y方向拉应力主要位于氧化层和粘结层界面波峰处,以及氧化层和陶瓷层界面波谷处,这些位置是热障涂层界面氧化失效的危险区域。 展开更多
关键词 热障涂层 界面氧化 力-化耦合 真实界面形貌
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棉秆废弃物对环氧树脂复合材料性能的影响
16
作者 李旭 马扶宸 +5 位作者 樊东焱 刘晓阳 杜涛 钱大益 闫秀玲 宋剑斌 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第2期141-146,共6页
棉秆(CS)作为一种丰富且可再生的天然纤维资源,其在复合材料中的应用潜力等待深入挖掘。采用湿法处理工艺,用钛酸酯偶联剂(TC)对CS纤维进行表面处理,再将其与环氧(EP)树脂混合,采用模压工艺制备复合材料。借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)... 棉秆(CS)作为一种丰富且可再生的天然纤维资源,其在复合材料中的应用潜力等待深入挖掘。采用湿法处理工艺,用钛酸酯偶联剂(TC)对CS纤维进行表面处理,再将其与环氧(EP)树脂混合,采用模压工艺制备复合材料。借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪、万能力学试验机、电子简支梁冲击试验机、动态热机械分析(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)等,研究TC用量对复合材料形态结构、力学性能、DMA以及疏水性能的影响。结果表明:当TC用量占填料质量的0.5%时,CS-TC/EP复合材料的包覆效果最佳。材料的弯曲和冲击强度较未改性前分别提高了44.64%和66.32%,达到74.43 MPa和3.21 kJ/m^(2)。FTIR结果表明,偶联剂的引入并未对CS纤维骨架结构造成影响,偶联剂成功包覆在CS纤维表面。DMA结果表明,复合材料的最大储能模量从271.5 MPa提升到393.3 MPa。SEM分析进一步说明,偶联剂的引入改善了纤维与树脂之间的界面结合能力,增强了材料的力学性能。TC包覆处理使复合材料的疏水性能得到提高。 展开更多
关键词 钛酸酯偶联剂 棉秆 环氧树脂 界面性能 力学性能
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Developments of numerical methods for linear and nonlinear fluid-solid interaction dynamics with applications 被引量:9
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作者 Jing Tang XING 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期95-139,共45页
关键词 linear and nonlinear fluid-solid interactions MIXED FE-substructuremethod MIXED FE-BE METHOD MIXED FE-FD METHOD MIXED FE-SP METHOD fluidsloshing acoustic volume—structure coupling breaking WAVE simulations pressurewaves in fluids LNG ship VLFS-water interaction WAVE energy harvesting
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电缆终端应力锥错位缺陷对界面温度及应力分布的影响 被引量:11
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作者 祝贺 何峻旭 +2 位作者 郑亚松 曹煜锋 郭维 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期65-75,共11页
电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化,可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响,分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷... 电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化,可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响,分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型,并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明:电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位,终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时,终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域,在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高,绝缘界面压力值升高,且安装位置为-2.5mm时绝缘承受的压力值最大;当电缆终端存在安装过盈缺陷时,绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变,电场突变量随着偏移量的增加而增大,在安装位置为+5.0mm时绝缘界面压力值最大,且界面压力突变量增加发生畸变。因此,在电缆终端实际设计安装与运行维护中,额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。 展开更多
关键词 电缆终端 应力锥错位缺陷 电缆界面应力 电-热-力多物理场耦合
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基于损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型 被引量:2
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作者 李怀鑫 晏长根 +2 位作者 石玉玲 余柄学 梅颢鹏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2260-2272,共13页
为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了... 为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了考虑结构物表面粗糙度影响的界面损伤耦合演化过程;第三,引入考虑界面粗糙度影响的等效初始损伤因子,基于连续损伤理论和统计强度理论建立了考虑界面损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型;最后,结合室内试验结果验证了模型适用性。研究结果表明:在相同法向应力条件下,界面粗糙度越大,界面强度越接近土体强度;界面强度与结构物表面粗糙度呈幂函数关系增加,其增长速率随结构物表面粗糙度增加而降低;黏土-结构物界面剪切全过程的损伤演化过程可分为等效初始损伤阶段和加载损伤阶段,其中,等效初始损伤阶段受界面粗糙度影响,加载损伤包括受荷损伤和耦合损伤。本文模型所得结果与试验结果的吻合度较高,能较好地反映黏土与结构物界面损伤本构特征。 展开更多
关键词 土与结构物界面 粗糙度 等效初始损伤因子 损伤耦合演化 统计损伤理论 本构模型
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寒旱环境灌木根系增强春融期边坡稳定性影响 被引量:1
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作者 高英 马艳霞 +2 位作者 张吾渝 张小荣 杨丰华 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期5096-5103,共8页
春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻... 春融期边坡极易发生热融滑塌现象,为研究植被根系与边坡冻融界面呈不同夹角α条件下边坡的潜在滑移面破坏形式、位移特征以及稳定性影响。结果表明:随融化深度的增加,春融期素土及根-土复合体边坡的等效塑性应变贯通带越明显,易沿着冻融界面发生平面状滑塌;相比于素土边坡,春融期(3月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约69.65%,春融期(4月份)根-土复合体边坡最大位移量减小约71.88%,且根-土复合体边坡位移的减少量随着α角的增大而呈增大趋势,表现出根系伸入冻融界面处时具有较强的固土能力;当根系与冻融界面夹角α由45°增大至90°时,根-土复合体边坡的安全系数呈增长趋势,且根系与边坡冻融界面垂直时,根系具有相对最大限度地增强春融期边坡固土护坡作用,可有效提高春融期边坡的稳定性。研究成果为探讨冻融界面处植物根系对春融期边坡稳定性具有理论研究价值和实际指导意义。 展开更多
关键词 根-土复合体 水热力耦合 冻融界面 边坡稳定性
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