双通道供风条件下施工隧道最优风速参数研究

为解决现场施工隧道双路供风风速不匹配、高沉积呼吸性粉尘相关参数实测困难的问题,以某在建大断面铁路隧道为研究对象,监测副风筒不同风速条件下施工作业区内回风向量特性参数,并采用有限元软件(ANSYS Fluent)2阶段求解模式模拟分析试验隧道多工况通风状况。研究结果表明:2阶段模拟中各项参数设置正确,求解结果可靠;副风筒出口风速V_(f)>9.5 m/s时检测断面P_(i)上的矢量风速均值V_(λ)与V_(f)负相关,V_(f)≤9.5 m/s时V_(λ)与V_(f)正相关;V_(f)=9 m/s时,I类呼尘的降尘效率最高,主副风筒风速匹配度最优;I类呼尘易在台车周围聚集,II类呼尘在偏转气流作用下更易穿过台车下部空间进入积压旋流区,致使该类呼尘出现长时间的簇团聚集;最优风速匹配条件下回流冲突干涉旋流区现象仍然存在,但其影响已不明显,施工时应在该区域内布设附加通风降尘设备。

隧道掌子面微尘气固耦合动态演化模拟与机理分析

为研究肺泡区高沉积呼吸性粉尘动态疏散演化特性与机理,解决该类粉尘难以测定的问题,以贵州省内2座在建高速铁路施工隧道为研究对象,对风筒不同位置布局条件下隧道施工作业区内粉尘质量浓度的时空动态演化特征进行现场检测。根据隧道实际工况参数建立数值模型,利用有限元ANSYS-Fluent软件离散模式对粉尘质量浓度场和气流场进行求解计算。结果显示:模拟与实测结果之间相对误差满足工程计算精度要求;通风作业时,Ⅰ号隧道内粉尘疏散出现附壁运动效应,疏散运动的活塞效应较Ⅱ号隧道更为明显,试验中后期Ⅰ号隧道的总尘疏散效率高于Ⅱ号隧道;通风95 min后,Ⅰ号隧道内高沉积呼吸性粉尘出现大范围疏散,而Ⅱ号隧道在通风110 min后滞留粉尘颗粒数量逐渐降低。造成2座隧道内总尘与高沉积呼吸性粉尘疏散效率相背离的主要机理为:较大粒径的浮尘在螺旋状偏向卷积运动作用下更容易穿越台车进行疏散,而小粒径粉尘悬浮效应严重且长距离的随流运动使其疏散时间随之延长。对隧体微尘进行气固耦合动态演化模拟与机理分析,可为通风除尘系统的优化设计提供数据支撑和理论依据,对进一步改善施工环境、保护作业人员身心健康具有重大指导意义。

高速铁路曲线外轨超高智能调节

当列车高速通过曲线时,由于离心力和向心力的作用,当列车通过曲线时,固定的外轨超高不仅对列车运行速度有很大的限制,也增加了轮轨磨损,威胁到行车安全。对列车通过曲线时车体受力进行了分析,结合铁路运输设备的特点,提出了铁路曲线外轨超高智能调节方法。

新型轮对定位技术在机车抗蛇行运动中的应用

对目前铁路运输中采用的液压式抗蛇行减震器在实际应用中的特性进行了分析:当列车由直线线路进入曲线线路时,转向架必定随线路径向发生回转,传统的液压式抗蛇行减震器在一定程度上限制了转向架的这种回转,增加了车轮与钢轨以及道岔之间的磨损;加之液压减震器在工作时容易损坏,使用寿命很短.结合铁路运输设备的特点,提出了非接触式电磁减震技术在刚性转向架抗蛇行运动中的应用:通过闭合电磁铁电路的形式解决直、曲线线路转向架回转问题.

R_OPN在城市危险品配送决策支持系统建模中的应用

对配送业务流程的集成进行了分析,并建立了配送决策支持系统模型,其中重点选择货物包装和车辆配装模块进行了建模分析.建模中引入了基于规则的面对对象Petri网方法,在对象子网中融入决策规则,以此来反映系统运行的决策过程,系统通过分析对象的动态行为,在决策点选择解决冲突的决策规则,用决策点的变迁来解决冲突.系统经时间触发,随流程自动生成包装方案、装车单,送货单等工单,并对配送资源进行组织和调用,合理地解决了以少量多件为特征的危险品的配送问题,最后对整个系统运作流程建模并引用实例验证了其正确性.

旅客列车智能定点停车的研究

根据我国目前旅客列车不能实现自动精确定点停车的现状,提出了旅客列车通过到发线上的三级感应减速装置自动控制机车制动风压,依次减速来实现在预定地点停车。通过列车有效制动距离计算模型,验证了列车通过I级调速感应装置采用最大常用制动后滑行距离不超过1 000 mm。

双向掘进隧道游离SiO2粉尘扩散规律模拟与分析

为研究双掘进面施工隧道内游离SiO2粉尘浓度演化特征与扩散规律,获取通风系统的合理设计参数,以斗篷山隧道为研究背景,利用Ansys-CFD有限元计算流体力学软件离散项模型对双向掘进隧道安装除尘设备前、后粉尘扩散轨迹及不同时间周期内粉尘浓度分布特点进行数值模拟,并对模拟结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明:(1)衬砌台车对粉尘的扩散具有明显的阻碍效应,台车两侧游离SiO2粉尘浓度值出现了明显的分界.(2)单纯压入式通风条件下,部分高浓度游离SiO2粉尘在非爆破端循环停留时间较长,通风一段时间后少量高浓度的游离SiO2粉尘穿过台车在非爆破端循环停留形成簇团效应,未进入斜井进行排放.(3)压入式通风设备和除尘系统联合作业后,非爆破端游离SiO2粉尘浓度趋于0,联合作业900 s后,隧道正洞与斜井内游离SiO2粉尘浓度基本降至8 mg/m^3以下,达到规范要求.研究显示,采用离散项模型对双工作面施工隧道内游离SiO2粉尘浓度演化特征与扩散规律的模拟是可行的.压入式通风设备与除尘系统联合作业条件下游离SiO2粉尘快速进入斜井进行排放,隧道施工作业区内游离SiO2粉尘浓度在短时间内大幅下降,通风过程中粉尘运行轨迹几乎不涉及隧道非爆破端,减少了对非爆破端的污染.

水炮泥降尘施工隧道粉尘粒度分布演化的非稳态分析

分别以氯化钾(KCl)基水炮泥和氯化钠(NaCl)基水炮泥为堵料对隧道炮孔进行封堵后爆破,采用相关仪器对掌子面爆破后施工作业区内粉尘颗粒及浓度值进行现场采集,通过图像处理软件对2段试验中粉尘分散度及外形参数进行分析。研究结果表明:不同基料降尘剂对炮眼封堵爆破后,相同周期通风时间条件下呼吸性粉尘与总粉尘浓度演化趋势基本一致,但粉尘粒度分布出现明显差异,粉尘颗粒长径比参数均在1附近发生窄幅震荡;各粒径粉尘颗粒频率分布基本符合正态分布,呼吸性粉尘粒径分布峰值范围在5~7μm之间;以氯化钠(NaCl)作为降尘剂基料时小粒径粉尘的降尘效果优于氯化钾(KCl)基降尘剂,掌子面爆破通风60 min后氯化钠(NaCl)基降尘剂条件下呼吸性粉尘与粒径小于2μm的肺泡区高沉积呼吸性粉尘的平均累计分布较氯化钾(KCl)基降尘剂条件下分别下降38.68%和69.65%;隧道粉尘净化效果进行判断时除考虑呼吸性粉尘与总粉尘浓度下降率外,还要将粉尘粒度的分布变化情况纳入判断依据。

基于施工隧道压入式通风方式结构设置优化

针对钻爆法施工隧道中压入通风方式造成的隧道内空气质量差、排尘久等缺点,在传统通风方式的基础上进行结构优化改进,形成抽出式风幕通风方式.以吴家岭二级水电站新建I号、II号引水隧道为试验隧道,对两种通风方式条件下隧道内风速及游离SiO2粉尘扩散特点进行现场监测与对比分析,并应用有限元AnsysCFD软件对游离SiO2粉尘浓度场演化特征进行了模拟分析.研究结果表明:在抽出式风幕通风条件下通风35 min后,施工作业区内游离SiO2粉尘浓度即可达标,洞身区只存在少量极低浓度SiO2粉尘,作业区内SiO2粉尘浓度最大净化率较压入式通风方式提高了25.93%,隧体内施工环境大为改善.

低雷诺数下超临界机翼失速角度模拟分析

刘亚楼乔力伟肖俊贤宋欣洋彭湘华安阳工学院飞行学院四川省公路规划勘察设计研究院有限公司摘要:以NASA SC(2)-0412超临界翼型为研究背景,采用流体仿真软件Fluent对不同攻角下该机翼截面的流固耦合流场进行二维数值模拟计算,对得出的模拟结果进行比较分析。研究表明,翼型在攻角为10°的情况下达到临界攻角,在攻角为9°时机翼尾部开始出现气体分离现象,11°时机翼阻力系数急剧增长,机翼尾部出现严重的气流逆流区后机翼进入失速状态;Fluent与Profili结果相吻合,应用中可以用Fluent对机翼进行失速角度模拟分析。

改形杆件远场气动噪声特性分析

在标准流线型杆件基础上改进形成4种杆件,利用有限元AnsysCFD大涡(LES)模型及FW-H噪声比拟模型对各自远场气动噪声进行数据计算和傅里叶(FFT)转换,结果表明:两侧平滑且尾椎为弧形的杆件远场气动噪声声压级最小;杆件的远场气动噪声具有明显的指向性,且不同外形杆件的指向性是一致的;杆件侧面造型是气动噪声主频的主要影响源,尾椎形状的改变未对气动噪声主频造成影响;杆件尾流中周期性涡街脱落产生的脉冲压力是决定声压大小的主因,通过改变杆件外形调节尾流涡街脱落的频率可以达到减噪的目的。

施工隧道反吸式风幕除尘技术现场试验研究

以穆开岭三级水电站新建Ⅲ号引流隧道为研究背景, 利用相关检测仪器分别对传统压入式通风方式与抽出式风幕通风方式条件下施工作业区内游离 SiO_(2)粉尘和氧含量进行分时周期采集,并针对氧含量分布及游离 SiO_(2)粉尘浓度场的演化特征进行分析。 研究表明:抽出式风幕通风方式下粉尘净化效率明显高于压入式通风方式,尤其在通风 1200~2400 s 时段内,粉尘浓度值降低速率十分明显。 持续通风 2400 s 后,隧道施工作业区内粉尘浓度最高值在抽出式风幕通风方式下为 1.97 mg/m^(3),已达标;在压入式通风方式下为 8.04 mg/m^(3),未达标。 采样周期内压入式通风方式下施工作业区内氧含量均值高于抽出式风幕通风方式,其值分别为 20.3%和 20.1%,最低值全部达标。

基于双段求解的高精度浮尘离散模拟方法与应用

对掌子面爆破后隧道内浮尘时空演化特征进行动态模拟求解时引入数值逼近模型拟合出浮尘的初始排放量,在此基础上根据隧道实际工况提出了双段离散求解的数值模拟方法,解决主观赋值及精确求解的问题。以贵州某在建隧道为研究背景,利用有限元Ansys-Fluent软件离散模式对浮尘的动态时空浓度场进行双段求解计算,一阶段对静风状态下浮尘浓度梯度上的弥散进行模拟,二阶段对机械通风条件下浮尘的随流扩散进行模拟。研究结果表明:通风试验周期内沿程采样点模拟数据与实测数据的最大误差百分比为13.67%,随机采样点最大误差百分比为12.39%;采用双段模拟求解法对其他两座风筒拱顶布局、台阶法开挖的在建隧道进行了浮尘动态模拟,各随机采样点上误差百分比均控制在11%以内。相关数据表明双段模拟求解法具有普遍适用性,不同工况下均可有效保证模拟数据的低误差百分比,双段模拟求解法可作为掌子面爆破后浮尘动态演化的一种新型高精度模拟应用方法。

非接触式电磁减震技术在刚性转向架抗蛇行运动中的应用

当列车由直线线路进入曲线时，转向架必定随线路径向发生回转，传统的液压式抗蛇行减震器在一定程度上限制了转向架的这种回转，增加了车轮与钢轨以及道岔之间的磨损；加之液压减震器在应用中容易损坏，使用寿命很短。因此本文对目前铁路运输中所采用的液压式抗蛇行减震器在实际应用中的特性进行了分析，结合铁路运输设备的特点，提出了非接触式电磁减震技术在刚性转向架抗蛇行运动中的应用，通过闭合电磁铁电路的形式解决直、曲线线路转向架回转的问题。

旅客列车智能定点停车的研究

根据我国目前旅客列车不能实现自动精确定点停车的现状。本文提出了旅客列车通过到发线上的三级感应减速装置自动控制机车制动风压，依次减速来实现在预定地点停车的目的。通过列车有效制动距离计算模型，验证了列车通过l级调速感应装置采用最大常用制动后滑行距离不超过1000mm。

电空制动技术在货物列车中的应用

当列车在运输过程中采用传统的空气制动方式进行制动时，由于制动波传递具有延时性，车辆之间必然会发生彼此之间的相互撞击，车辆上承载的货物在该过程中有可能发生窜动或者位移，严重的时候可能造成列车的脱轨事故。因此本文对目前铁路运输中所采用空气制动方式在实际应用中的特性以及货物在运输过程中的受力进行了分析，结合铁路运输设备的特点，提出了利用导线传递制动电信号进行列车同步制动的方式，进一步提高了铁路运输安全可靠性。

施工隧道通风位置与污染物浓度场演化特征关系分析

以东木岭三级水电站新建III号引水隧道为研究背景,在通风管出风口不同位置,采用相关监测仪器对施工作业区内风速风向、粉尘、CH_4、CO、SO_2及H_2S气体浓度值进行采集,并对气固两相污染物浓度场的演化特征进行分析。研究表明:通风管出口位于隧道壁面一侧时,施工作业区内气流流场紊乱,通风2 400 s后粉尘浓度峰值降低至20.59 mg/m^3;通风管出口位于隧道拱顶中央时,施工作业区内气流流场相对稳定,通风2 400 s后粉尘浓度峰值降低至9.97 mg/m^3;台车上部高浓度CO、SO_2分布较集中,台车对有害气体的阻碍效应小于粉尘;相同通风时段内,通风管出口位于隧道拱顶中央时粉尘和气体浓度值降低速率较高,尤其在通风1 800～2 400 s时段内,浓度值降低速率十分明显。

衬砌台车对游离SiO_2粉尘扩散阻碍特性监测研究

以贵广客运专线油竹山隧道为研究背景,采用CGKL-76分室反吸可移动式袋式除尘器与巷道式通风系统联合实验,通过激光粉尘测量仪(DC-3LP)在隧道掌子面爆破后不同点位、不同时间段上游离SiO_2粉尘的浓度值进行监测,并对掌子面爆破后游离SiO_2粉尘扩散特性以及衬砌台车对粉尘的阻碍影响进行分析。研究表明:掌子面爆破后衬砌台车两侧游离SiO_2粉尘出现明显分界,台车前端粉尘浓度曲线呈下凹分布;采用除尘设备联合通风后,台车前端积尘效应有所改善,粉尘浓度曲线呈上凸分布;正洞内压入式风机入风口出现回流现象。