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Analytical and numerical solutions for shear mechanical behaviors of structural plane
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作者 何忠明 熊喆怡 +1 位作者 胡庆国 杨明 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第7期2944-2949,共6页
The original descriptive model of shear stress and shear displacement only reflects the stress deformation characteristics of plastic structural plane.The index model was revised and piecewise index model was built to... The original descriptive model of shear stress and shear displacement only reflects the stress deformation characteristics of plastic structural plane.The index model was revised and piecewise index model was built to describe the stress deformation characteristics of plastic structural plane and brittle structural plane.The relation of stress and strain to the failure mode of structural plane considering the effect of its shape was investigated,and a model which could reflect the relation between undulate angle and shear strength was built.The result indicates that structural plane presents nonlinear characteristics,specifically,the value of undulate angle,as well as corresponding shear strength,becomes larger as the normal stress decreases. 展开更多
关键词 structural plane shear mechanical behavior model failure mode nonlinear characteristics numerical analysis
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地质建模和数值模拟在煤层气微幅构造控藏控产中的实践
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作者 李勇 李军辉 +2 位作者 李永臣 刘光峰 张远 《天然气工业》 北大核心 2025年第3期54-67,共14页
煤层气藏精细描述、地质建模及数值模拟对煤层气开发方案的制定至关重要。为了进一步优化资源储量利用和提高采收效率,加快煤层气田产能建设,以鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发超过10年的31.08 km^(2)开发单元为研究对象,结合静态地质资料... 煤层气藏精细描述、地质建模及数值模拟对煤层气开发方案的制定至关重要。为了进一步优化资源储量利用和提高采收效率,加快煤层气田产能建设,以鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发超过10年的31.08 km^(2)开发单元为研究对象,结合静态地质资料和动态生产数据,对煤层气进行了三维地质建模和数值模拟,系统揭示了煤储层分布特征,明确了煤层气储量动用情况,提出微幅构造对煤层气剩余资源的开发策略。研究结果表明:(1)将3、4+5、6、7、8和9号共6套煤层划分为12个小层,实现了0.5 m厚度煤层垂向网格控制,有效区分了厚煤层垂向含气量等属性变化;(2)结合地质模型和气井开发效果,提出了正向高部位、正向低部位、平缓斜坡区和负向低部位共4种微幅构造控制的煤层气富集模式,对应不同的产气、产水和井底流压变化曲线;(3)在数值模型基础上进行产气历史拟合,研究区煤层气总体采出程度为14.7%,抽样上述4种微幅构造下的井组(平均6~7口井),其平均采出程度依次为32.5%、6.8%、7.4%和4.9%,显示不同构造区域产气效果差异显著。结论认为:(1)在高剩余煤层气含量区进行井网加密和低效井治理,针对3、6和7号未动用煤层合层开发,是实现该区煤层气持续稳产高产的关键;(2)在未来煤层气勘探开发中,应关注微幅构造约束的不同气井开发表现差异,优选甜点区段,提高煤层气开发经济效益。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 煤层气开发 精细描述 地质建模 数值模拟 微幅构造 成藏模式
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新型装配式钢结构便梁支墩的力学性能
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作者 朱兆斌 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期82-88,共7页
对金温客货共线铁路(金华—温州)下穿涵洞顶推施工时的传统混凝土结构铁路通用便梁支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式钢结构便梁支墩结构。基于相似理论,设计制作了新型装配式钢结构便梁支墩1∶4缩尺结构模型试件并进行静力加载试... 对金温客货共线铁路(金华—温州)下穿涵洞顶推施工时的传统混凝土结构铁路通用便梁支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式钢结构便梁支墩结构。基于相似理论,设计制作了新型装配式钢结构便梁支墩1∶4缩尺结构模型试件并进行静力加载试验。基于ABAQUS有限元软件,构建新型装配化钢构件桥墩的非线性有限元仿真模型,并通过对比模拟输出与试验数据进行评估与分析。结果表明:结构整体稳定性好,母板连接处出现剪切破坏,须进行加强;栓接节点处的传力机理表现出了明显的层次性和局部集中性,底部和腹板中性轴以下的螺栓孔对结构的承载能力起主导作用;试验加载过程中,结构母板螺栓孔发生局部冲切,其应力水平接近Q345的屈服强度。 展开更多
关键词 钢结构 客货共线铁路 模型试验 数值模拟 便梁支墩 装配式
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基于VOF的模具结构化表面软性磨粒流数值模拟 被引量:12
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作者 计时鸣 唐波 谭大鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期334-339,共6页
为了提高模具结构化表面光整加工的表面质量,通过流体体积模型和标准k-ε模型相结合的计算方法,以之字形微型流道为研究对象,对模具微型流道内部的软性磨粒流流场进行数值模拟。结果表明:随着入口流速的提高,管道内的磨粒流的平均速度... 为了提高模具结构化表面光整加工的表面质量,通过流体体积模型和标准k-ε模型相结合的计算方法,以之字形微型流道为研究对象,对模具微型流道内部的软性磨粒流流场进行数值模拟。结果表明:随着入口流速的提高,管道内的磨粒流的平均速度也随之增大,有利于近壁区磨粒流与流道壁面的相互作用,从而提高磨粒流的加工效率。同时模具微型流道的形状和结构对磨粒流加工也有重要影响。当微型流道直径为2mm、入口速度为10m/s、湍动能为0.4m2/s2、湍流耗散率为19.8m2/s3时,与其他几组工艺参数相比,微型流道内轴向、切向速度分布及湍动能分布等更加均匀,能够得到较高的加工效率和表面纹理形态。数值模拟结果为深入研究软性磨粒流的基本规律提供了一种理论工具。 展开更多
关键词 流体体积模型 结构化表面 软性磨粒流 数值模拟
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准噶尔盆地陆梁地区侏罗系西山窑组钙质夹层成因及勘探意义
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作者 何岩 许维娜 +3 位作者 党思思 牟蕾 林少玲 雷章树 《岩性油气藏》 CAS 北大核心 2025年第1期90-101,共12页
关于钙质夹层的研究对于油田开发中后期至关重要。基于岩心描述、铸体薄片、扫描电镜、常规测井、CT、XRD和生产动态等资料,利用层次结构分析法、多维互动储层构型表征方法、三维嵌入式夹层建模和油藏数值模拟等方法,对陆梁油田陆9井区... 关于钙质夹层的研究对于油田开发中后期至关重要。基于岩心描述、铸体薄片、扫描电镜、常规测井、CT、XRD和生产动态等资料,利用层次结构分析法、多维互动储层构型表征方法、三维嵌入式夹层建模和油藏数值模拟等方法,对陆梁油田陆9井区侏罗系西山窑组钙质夹层发育特征、成因、分布模式及三维模型开展了研究。研究结果表明:①准噶尔盆地陆梁地区侏罗系西山窑组钙质夹层主要分布在致密中细砂岩中,是典型的物性夹层,具有特低孔、低渗、较明显的“三低两高”的测井响应等特征。②研究区水下分流河道丰富的沉积物供给以及在三角洲前缘生物碎屑矿化过程溶解的Ca^(2+)和CO_(3)^(2-)离子转化为固态碳酸钙,为钙质夹层的形成奠定了物质基础;钙质夹层主要形成于成岩期,按照成因可划分为2类,一类发育于近泥岩地层的薄砂层中,为成岩演化胶结型;另一类发育于物性较好、连通性较好的河道砂体中—底部及河道叠置处,为次生孔隙充填胶结型。③研究区钙质夹层厚度为0.25~2.00 m,长为200~1300 m,宽为100~900 m,平面分布较连续,在垂直物源方向变化较大,呈薄层透镜状。④钙质夹层对剩余油分布控制明显,易形成透镜状、条带状等形态的剩余油富集区,研究区剩余油主要分布于J_(2)x_(4)^(1-3)和J_(2)x_(4)^(2-1)小层。 展开更多
关键词 钙质夹层 储层构型 储层建模 油藏数值模拟 孔隙结构 剩余油 西山窑组 侏罗系 陆梁地区 准噶尔盆地
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淹没式人工结构物对孤立波岸礁水动力特性和岸滩爬高影响的数值模拟
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作者 朱论嘉 屈科 +2 位作者 王旭 王超 李天阔 《海洋学研究》 北大核心 2025年第1期107-121,共15页
全球变暖导致海平面上升,珊瑚礁等自然屏障抵御飓风和海啸等极端灾害的能力减弱,因此需在海岸附近布置海堤或淹没式人工结构物等人工屏障,以有效保护海岸。本文旨在通过数值模拟,探究淹没式人工结构物对孤立波在岸礁上的传播、变形等水... 全球变暖导致海平面上升,珊瑚礁等自然屏障抵御飓风和海啸等极端灾害的能力减弱,因此需在海岸附近布置海堤或淹没式人工结构物等人工屏障,以有效保护海岸。本文旨在通过数值模拟,探究淹没式人工结构物对孤立波在岸礁上的传播、变形等水动力特性的影响。采用非静压模型NHWAVE建立高精度波浪数值水槽,并通过实验数据验证模型,重点分析了入射波高、礁坪水深、人工结构物坡度、人工结构物峰宽及礁前斜坡坡度等因素对孤立波水动力特性的影响。研究表明,淹没式人工结构物会增大波浪反射系数,波浪与水体之间会形成漩涡结构,复杂的流场能有效耗散部分入射波能,从而减缓孤立波的波高和爬高。本文研究结果可为淹没式人工结构物的设计提供参考。 展开更多
关键词 孤立波 数值模拟 岸礁 淹没式人工结构物 非静压模型 水动力特性
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陡峻边坡峡谷单塔悬索桥隧道锚设计研究
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作者 马坤 杨健 +1 位作者 刘建军 黄金钗 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期135-141,共7页
绿汁江大桥为主跨780 m的单塔地锚式钢箱梁悬索桥,楚雄岸边坡陡峻无法设置桥塔,中跨主缆经滚轴式复合索鞍转向后直接锚固于山体隧道锚中。为实现陡峻边坡零开挖的建设目标,楚雄岸隧道锚采用由缆洞、横向联络通道和隧道锚洞室构成的“一... 绿汁江大桥为主跨780 m的单塔地锚式钢箱梁悬索桥,楚雄岸边坡陡峻无法设置桥塔,中跨主缆经滚轴式复合索鞍转向后直接锚固于山体隧道锚中。为实现陡峻边坡零开挖的建设目标,楚雄岸隧道锚采用由缆洞、横向联络通道和隧道锚洞室构成的“一通转四洞”结构设计方案。结合建设条件,楚雄岸隧道锚轴线长度为70 m,其中锚塞体长度为37 m,轴线倾角为18.7°,锚塞体前锚面外轮廓尺寸为9.8 m×11.4 m,后锚面外轮廓尺寸为18 m×23 m。采用FLAC3D数值模拟软件建立楚雄岸隧道锚三维地质力学模型,对楚雄岸隧道锚抗拔稳定性和围岩稳定性进行分析,并基于此设计、制作缩尺比为1∶100的隧道锚模型开展模型试验,分析在工程荷载作用下的锚塞体位移。结果表明:工程荷载作用下,楚雄岸隧道锚抗拔稳定性满足要求,围岩可保持稳定;锚岩系统极限承载能力为13倍设计缆力,满足设计要求。 展开更多
关键词 地锚式悬索桥 隧道锚 复合索鞍 稳定性 极限承载力 结构设计 数值模拟 模型试验
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弧形构造带构造特征及其数值模拟分析——以红河断裂中南段为例 被引量:1
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作者 王晨旭 李西 《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期39-60,共22页
以红河断裂中南段为主体的滇东南弧形构造带作为川滇地块的西南边界和向南南东滑移的前端,现今的运动性质是以挤压为主的逆走滑运动还是以拉张为主的正走滑运动仍存在争议,这与青藏高原东南缘周围复杂的应力-应变模式有着强烈的关联。... 以红河断裂中南段为主体的滇东南弧形构造带作为川滇地块的西南边界和向南南东滑移的前端,现今的运动性质是以挤压为主的逆走滑运动还是以拉张为主的正走滑运动仍存在争议,这与青藏高原东南缘周围复杂的应力-应变模式有着强烈的关联。为进一步研究滇东南弧形构造带的运动学特征及成因,结合野外地质调查及已有研究成果,建立三维地质模型进行有限差分数值模拟,研究结果表明:红河断裂中南段沿线大量地质剖面显示正走滑运动性质,揭示出现今该区域主要受拉张-剪切应力作用的控制;青藏高原东南缘现今的构造变形及地貌演化主要受控于岩石圈物质的东南向移动以及苏门答腊-爪哇俯冲带下发生的弧后拉张、板块回撤2个不同力源的共同作用,同时,下地壳流的存在会显著影响青藏高原东南缘的构造变形尺度,在滇东南弧形构造带中,弧后拉张及板块回撤起着更为显著的控制作用;滇东南弧形构造带早期初始弯曲形态的形成主要归因于岩石圈物质东南向移动的影响及小江断裂左旋走滑的牵引,并在先存构造几何形态的限制和弧后拉张及板块回撤的控制下产生持续形变。研究结果有助于理解滇东南弧形构造带现今的活动特征及成因,并为青藏高原东南缘构造演化研究提供定量化分析的参考和理论依据。 展开更多
关键词 青藏高原东南缘 滇东南弧形构造带 红河断裂 三维地质模型 有限差分数值模拟 构造变形
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挟沙水源泵站侧向进水结构逆向建模方法及在流场分析中的应用
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作者 田俊姣 徐存东 +2 位作者 王国霞 连海东 胡小萌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期595-603,共9页
几何形态复杂的底部淤积对侧向泵站进水结构的水-沙流场产生特殊影响,为了准确构建淤积状态下侧向进水结构的精细化三维计算域模型,尽可能还原带淤结构的几何特征信息,并进一步探究淤积状态下进水结构的水沙流场特性和流态变化,基于逆... 几何形态复杂的底部淤积对侧向泵站进水结构的水-沙流场产生特殊影响,为了准确构建淤积状态下侧向进水结构的精细化三维计算域模型,尽可能还原带淤结构的几何特征信息,并进一步探究淤积状态下进水结构的水沙流场特性和流态变化,基于逆向工程技术提出了一种针对具有复杂边界条件的带淤进水结构的逆向建模方法,构建了可用于流体力学计算的完整三维计算域模型,并开展了淤积状态下侧向进水结构的水力特性分析.研究表明:提出的三维逆向重构方法最大建模偏差仅为1.5981 mm,能够准确反映进水结构的实际几何边界和淤积形态,数值模拟结果与现场测验相吻合;泥沙淤积虽然对局部流场结构有所改善,但造成了结构整体水力性能的损失.该方法可为轮廓边界复杂的建筑物结构的几何建模和优化提供新思路. 展开更多
关键词 侧向进水结构 三维逆向建模 水-沙两相流 数值模拟 现场测验
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基于调度调控的泄水建筑物进口漩涡水力特性 被引量:1
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作者 聂艳华 王波 +1 位作者 侯冬梅 胡晗 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第11期118-124,共7页
水利工程泄水建筑物进口经常存在吸气漩涡现象,影响工程泄水安全。现有关于进水口漩涡的研究侧重于理论研究和模拟方法,以调度调控为切入点研究漩涡在调度扰动下水力响应特性的较少。通过原型观测、数值模拟、物理模型试验等方式开展对... 水利工程泄水建筑物进口经常存在吸气漩涡现象,影响工程泄水安全。现有关于进水口漩涡的研究侧重于理论研究和模拟方法,以调度调控为切入点研究漩涡在调度扰动下水力响应特性的较少。通过原型观测、数值模拟、物理模型试验等方式开展对比试验研究,揭示研究区域漩涡产生的机理和关键影响因子,阐明调控运行下泄水建筑物水力响应特性,建立了水流流态与泄洪调度方式的对应关系。研究表明影响漩涡形成和强度大小的主要影响因素包括水流速度环量、流场边界条件、闸口相对淹没水深等,其形成由河道河势走向、泄洪建筑物布置和体型、泄洪调度方式等共同作用决定。通过调度调控可有效降低有害漩涡强度,降低泄水建筑物运行风险。 展开更多
关键词 泄水建筑物 进口漩涡 水力特性 调控技术 数值模拟 物理模型 原型观测
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拱坝坝身泄洪孔道脉动压力分布规律及其振动特征 被引量:1
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作者 龚成勇 谢庚淼 +3 位作者 樊新建 许浪 陈超 梁康 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期958-970,共13页
【目的】高拱坝坝身泄洪安全研究涉及泄洪孔道设计、结构强度、泄洪过程中的水流压力分布和流态特性等方面。【方法】以某坝高为270 m拱坝为研究对象,利用计算流体力学模拟坝身泄洪孔道流场并分析其脉动压力分布特征,利用流体/结构耦合... 【目的】高拱坝坝身泄洪安全研究涉及泄洪孔道设计、结构强度、泄洪过程中的水流压力分布和流态特性等方面。【方法】以某坝高为270 m拱坝为研究对象,利用计算流体力学模拟坝身泄洪孔道流场并分析其脉动压力分布特征,利用流体/结构耦合有限元模拟最不利工况压力脉动与坝体结构振动特征,解析泄流激励下高拱坝坝身振动机理。【结果】研究结果表明,拱坝坝身泄洪孔道内脉动压力变化极为复杂,其中表孔脉动压力最大值为133.25 kPa,最小值为29.48 kPa;中孔脉动压力最大值为5274.99 kPa,最小值为953.24 kPa.拱坝坝身泄洪孔道脉动压力在频域的能量分布均具有低频的特征,主能量分布在0~10 Hz的频率范围内。在泄流激励条件下,拱坝坝身总位移随脉动压力变化呈现一定周期性,且随周期总位移逐渐衰减,总位移值与脉动压力在同周期内先增大后减小,总位移值在1.2 s增大至最大值0.2120 cm,对应泄洪孔道脉动压力增大至极大值;拱坝坝身等效应力和等效应变的变化规律基本一致,1.2 s时等效应力和等效应变极大值分别为1426.60 kPa、7.49×10^(-5),且同周期内脉动压力呈现同样的变化趋势,拱坝坝身等效应力和等效应变与脉动压力变化具有完全的相关性。 展开更多
关键词 拱坝泄洪孔道 数值模拟 时均压力 脉动压力 流固耦合模型 振动机理
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基于GA-BPNN代理模型的混合式黏滞阻尼器构造优化 被引量:2
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作者 林拥军 陈皓 郭松 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期249-260,290,共13页
采取CFD(computational fluid dynamics)数值模拟和基于代理模型的优化方法,研究混合式黏滞阻尼器在多参数设计空间内的构造参数优化问题。首先,分析黏滞阻尼器参数对力学性能的影响规律,基于正交试验理论选取间隙宽度、缸体内径、活塞... 采取CFD(computational fluid dynamics)数值模拟和基于代理模型的优化方法,研究混合式黏滞阻尼器在多参数设计空间内的构造参数优化问题。首先,分析黏滞阻尼器参数对力学性能的影响规律,基于正交试验理论选取间隙宽度、缸体内径、活塞厚度、阻尼孔直径为关键参数,利用优化拉丁超立方设计和CFD数值模拟获得初始样本点耗能性能指标;然后,使用遗传算法(genetic algorithm,GA)和反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的方法构建代理模型,其能够准确反映构造参数耗能性能指标和构造参数之间的繁复关系。进一步地,循环更新GA-BPNN代理模型并结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II),以最佳耗能能力为目标,实现在全设计空间内的寻优,确定在典型阻尼介质黏度下双出杆混合式黏滞阻尼器的最优构造参数。最后,探讨了构造参数对黏滞阻尼器流动性能的影响机理。研究结果表明,优化双出杆混合式黏滞阻尼器构造参数在选用基于GA-BPNN代理模型的优化方法时,可有效提高计算效率且具有较高预测精度。从性能指标提升角度,全黏度下最优构造参数阻尼孔直径、活塞厚度、缸体内径和间隙宽度分别为1.31 mm、120.78 mm、199.87 mm、0.5 mm,相较于基准构造,最大阻尼力和能量耗材比分别提升33.8%和64.8%。该方法可为黏滞阻尼器构造参数优化及相关研究提供参考。 展开更多
关键词 代理模型 黏滞阻尼器 构造参数优化 耗能性能 CFD数值模拟
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考虑协同特性的人群跳跃下结构振动响应分析
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作者 操礼林 宋珺瑜 +1 位作者 崔峰 李爱群 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1464-1471,共8页
为精准预测人群跳跃激励下大跨楼盖结构的振动响应,研究了人群跳跃荷载协同性因子的概率密度特性,依据单人半正弦平方跳跃荷载模型建立了一种考虑人群协同特性的人群跳跃荷载模型,基于人体生物力学模型计算分析了人群跳跃作用下楼盖结... 为精准预测人群跳跃激励下大跨楼盖结构的振动响应,研究了人群跳跃荷载协同性因子的概率密度特性,依据单人半正弦平方跳跃荷载模型建立了一种考虑人群协同特性的人群跳跃荷载模型,基于人体生物力学模型计算分析了人群跳跃作用下楼盖结构动力特性参数与加速度响应的变化规律.研究结果表明:相比较于完全同步人群跳跃激励,考虑时间滞后因素的人群跳跃激励下结构振动加速度响应下降显著,其中峰值加速度降幅最高达77.33%;随着人数的增加,人-结构相互作用对结构峰值加速度响应的影响效果更明显,其中9人跳跃激励下楼盖峰值加速度响应降幅最大为6.83%.研究结果可为大跨楼盖结构人致振动响应分析与评估提供借鉴. 展开更多
关键词 跳跃荷载模型 参数识别 协同性因子 人-结构相互作用 数值模拟
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基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法
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作者 蔡建国 钱润民 +1 位作者 陈中向 冯健 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期639-646,共8页
为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型... 为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型,结合箱体挡墙结构的破坏机理,分析并推导出侧墙受压、临水面挡墙和集束连接受拉3种主要破坏模式的承载力公式.实际工程对比分析结果表明:进行900次模型优化后,优化形态和应变能基本保持不变;基于拉压杆模型的装配式混凝土箱体挡墙结构的承载能力低于规范值和有限元模拟值,但误差均保持在16%范围内,从而验证了该方法的合理性. 展开更多
关键词 装配式混凝土箱体挡墙结构 受力机理 数值模拟 拓扑优化 拉压杆模型
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基于修正力磁模型的混凝土结构压磁疲劳模拟
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作者 金伟良 刘振东 张军 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第4期1-9,共9页
为了通过混凝土梁内钢筋在力磁效应下的磁信号来定量分析混凝土梁的疲劳状态,整合几种力磁模型的优缺点和适用范围,提出了适用于铁磁性材料弹塑性阶段的力磁本构模型,并通过ANSYS定量模拟分析了混凝土梁在弹性和弹塑性阶段的磁化特征;... 为了通过混凝土梁内钢筋在力磁效应下的磁信号来定量分析混凝土梁的疲劳状态,整合几种力磁模型的优缺点和适用范围,提出了适用于铁磁性材料弹塑性阶段的力磁本构模型,并通过ANSYS定量模拟分析了混凝土梁在弹性和弹塑性阶段的磁化特征;对混凝土结构在拟动力和疲劳加载过程中的力磁效应进行了有限元模拟,得到了测点处磁感应强度的时变曲线,并与试验和隐式微分模型所得结果进行对比。结果表明:修正后的力磁模型在弹性阶段的应用能够准确反映试验观察到的3个阶段变化规律,即梁开裂前的平直段、开裂后的迅速磁化段和加载后期的磁化饱和段;该模型的磁场模拟结果还能反映箍筋、纵筋的相对位置和梁的受载情况;在疲劳阶段,模拟结果与试验观察的规律一致,精度较高,并与试验结果在同一数量级;该修正力磁模型不仅具有应力与磁学属性的直观映射关系,而且相较于隐式微分模型更易于应用,可作为力磁效应的定量化研究工具。 展开更多
关键词 混凝土结构 疲劳损伤 金属磁记忆 弹塑性力磁模型 数值模拟
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气流床气化过程多结构单颗粒煤焦燃烧-气化反应特性数值模拟研究 被引量:3
16
作者 赵文静 郭庆华 +3 位作者 龚岩 宋旭东 王辅臣 于广锁 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期24-33,共10页
煤气化技术是现代煤化工的核心技术,气流床气化炉内的高温颗粒是气化反应过程的重要载体,其反应特性与其粒径、孔隙率及在气化炉内所处的反应环境密切相关。目前针对炉内颗粒开展的实验研究均需借助可视化装置,受到了气化炉内复杂的环... 煤气化技术是现代煤化工的核心技术,气流床气化炉内的高温颗粒是气化反应过程的重要载体,其反应特性与其粒径、孔隙率及在气化炉内所处的反应环境密切相关。目前针对炉内颗粒开展的实验研究均需借助可视化装置,受到了气化炉内复杂的环境、高温内窥镜光路尺寸、内窥镜前端镜片抗颗粒污染能力及成像系统有效分辨率等诸多条件的限制。采用CFD数值模拟的方法,能够在更微小层面和颗粒内部对颗粒燃烧-气化反应过程进行研究,直观观测其行为特性。将颗粒设置为实心结构、凹孔结构和突起结构,比较了三种结构颗粒在不同环境温度和气固两相相对速度条件下的燃烧-气化反应特性。模型验证表明该模型能有效描述单颗粒煤焦反应特性。结果表明:不同结构颗粒模型有相似的火焰形态和温度分布特征,环境温度升高和气固两相相对速度增加均会使颗粒整体反应程度增加,气固两相相对速度对颗粒火焰形态和颗粒内部温度梯度的影响更大;随着气固两相相对速度的增加,结构对颗粒反应特性的影响更加明显;增大接触面积并不总是有利于颗粒整体反应的进行。 展开更多
关键词 颗粒结构 单颗粒模型 煤焦燃烧-气化 颗粒反应特性 数值模拟
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基于粘聚力单元的平整冰与海洋桩柱结构相互作用机理研究 被引量:1
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作者 俞同强 刘昆 +1 位作者 刘俊杰 王自力 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期115-128,共14页
平整冰与海洋桩柱结构的相互作用问题十分复杂,往往涉及到海冰的破碎、失效和堆积等现象。平整冰破坏问题本质上是一个材料脆性破坏的问题,然而传统有限元方法的单元失效机制在处理该问题时有着很大的局限性,不能合理反映平整冰破碎后... 平整冰与海洋桩柱结构的相互作用问题十分复杂,往往涉及到海冰的破碎、失效和堆积等现象。平整冰破坏问题本质上是一个材料脆性破坏的问题,然而传统有限元方法的单元失效机制在处理该问题时有着很大的局限性,不能合理反映平整冰破碎后碎冰的变形和运动状态。因此,有必要发展现有仿真技术,建立合理的模型化方法来解决平整冰破坏相关关键问题。本文通过自定义海冰材料本构模拟海冰材料力学特性,并通过粘聚力单元模拟平整冰破坏时裂纹的产生和扩展,通过开展海洋桩柱结构与平整冰相互作用的仿真分析,分析平整冰在受桩柱作用时的破坏失效模式及两者的相互作用载荷,并与相关模型试验比较验证本文所提出方法的可靠性。研究表明,本文所采用的方法能够有效模拟平整冰在受桩柱作用时的挤压和弯曲破坏,同时能够较为准确地预报冰载荷。研究成果对于海洋桩柱结构冰载荷的预报和结构的设计具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 平整冰 海洋桩柱 海冰材料本构 粘聚力单元 破坏失效模式 数值仿真
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托普台南区块断溶体油藏栅状断片结构数值模拟 被引量:1
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作者 张如杰 乐平 +4 位作者 张莹 李小波 黄楠 赵黎明 范庆振 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-64,共7页
塔河油田托普台南区块断溶体油藏开发初期产量高,后期暴性水淹和快速见水井多,产量递减快,针对此类特征,目前尚未建立较好的模拟方法。结合断溶体油藏岩溶特征、地震特征、实钻井井储关系以及三带结构提出断溶体油藏栅状断片结构,根据... 塔河油田托普台南区块断溶体油藏开发初期产量高,后期暴性水淹和快速见水井多,产量递减快,针对此类特征,目前尚未建立较好的模拟方法。结合断溶体油藏岩溶特征、地震特征、实钻井井储关系以及三带结构提出断溶体油藏栅状断片结构,根据此认识,通过融合断层自动提取技术和蚂蚁体属性,得到断裂指示因子,用以刻画栅状断片储集体,利用张量属性刻画溶蚀孔洞型储集体,建立双重介质组分模型,开展数值模拟研究。结果表明:栅状断片结构是断溶体油藏的主要导流通道;断裂指示因子比断层自动提取技术和最大似然更适合表征栅状断片结构,并在通水源处与张量属性匹配度高,在其他区域匹配性差;与单重介质模型相比,基于栅状断片结构的双重介质模型拟合精度更高,更能反映断溶体油藏生产动态特征。 展开更多
关键词 托普台南区块 断溶体油藏 暴性水淹 栅状断片结构 地质建模 断裂指示因子 双重介质模型 数值模拟
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动荷载作用下不同应力波透射性结构面围岩层裂特性 被引量:1
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作者 朱建波 毕硕 +3 位作者 孙家鑫 暴伟越 廖志毅 王钥 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期87-98,共12页
煤矿巷道的力学性质由围岩结构决定,结构面位置、抗拉强度等特征显著影响应力波在围岩中的传播规律。以青砂岩为研究对象,通过室内试验分析了含低应力波透射性结构面围岩破坏特征,借助ABAQUS/Explicit建立含高应力波透射性结构面围岩数... 煤矿巷道的力学性质由围岩结构决定,结构面位置、抗拉强度等特征显著影响应力波在围岩中的传播规律。以青砂岩为研究对象,通过室内试验分析了含低应力波透射性结构面围岩破坏特征,借助ABAQUS/Explicit建立含高应力波透射性结构面围岩数值模型,并结合室内试验结果验证模型合理性,同时对不同高透射性结构面抗拉强度、位置、入射波幅值等条件下整体巷道围岩破坏特征进行研究。研究结果表明:随着结构面抗拉强度的增加,低应力波透射性结构面围岩层裂体长度逐渐缩短,高应力波透射性结构面的层裂体长度则与结构面抗拉强度无关。高应力波透射性结构面围岩在应力波作用下围岩先于结构面破坏,低应力波透射性结构面围岩中结构面先于围岩破坏。巷道围岩中高应力波透射性结构面距自由端较远时不影响围岩层裂位置,距自由端较近时仅结构面破坏。随着应力波幅值的增加,高应力波透射性结构面围岩破坏模式依次为:整体未破坏、围岩完整–结构面拉伸破坏、围岩层裂破坏–结构面拉伸破坏。研究结果可为巷道的稳定性评价提供参考。 展开更多
关键词 围岩 结构面 数值模拟 层裂
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南水北调中线工程输水建筑物整流累积效应研究 被引量:2
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作者 陈晓楠 白一墨 +4 位作者 胡羽蝶 曾诚 夏悦玥 尹雨然 王玲玲 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期61-65,98,共6页
为分析输水建筑物整流对南水北调中线工程输水能力的影响,以陶岔渠首闸至十二里河渡槽渠段为例,建立一二维耦合水动力模型,其中渠道段采用一维模型,4个输水建筑物段(刁河渡槽、湍河渡槽、严陵河渡槽和淇河倒虹吸)采用二维模型,利用多年... 为分析输水建筑物整流对南水北调中线工程输水能力的影响,以陶岔渠首闸至十二里河渡槽渠段为例,建立一二维耦合水动力模型,其中渠道段采用一维模型,4个输水建筑物段(刁河渡槽、湍河渡槽、严陵河渡槽和淇河倒虹吸)采用二维模型,利用多年实测数据对耦合模型进行率定。分别对无整流方案和15种整流方案进行模拟计算,分析不同整流方案对上下游的影响,进而确定水头损失最小的整流方案。结果表明:单体整流影响范围为建筑物上下游3~5 km,多个建筑物整流的累积效果小于单个建筑物整流效果的线性叠加;对渠段中间2个输水建筑物(湍河渡槽、严陵河渡槽)进行整流的效果优于对上下游2个输水建筑物(刁河渡槽、淇河倒虹吸)进行整流的效果。 展开更多
关键词 输水建筑物 整流 累积效应 数值模拟 一二维耦合模型 南水北调中线工程
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