碱金属热管传热特性的数值研究

碱金属热管以良好的传热性能被广泛应用于航天和核工等领域。含有吸液芯的碱金属热管的工作过程涉及高温环境下的相变和多孔介质流动等复杂物理现象。本文采用多孔介质模型和VOF模型对碱金属热管的工作过程进行数值模拟。采用用户自定义文件(UDF)编译蒸发–冷凝相变模型和毛细力模型。通过与前人实验数据进行对比验证了本模型的准确性。利用该模型分析了孔隙率和热流密度等参数对碱金属热管传热性能的影响。相同孔隙率下,热管的有效热阻随着热流密度的增大而减小。当热流密度相同时,热管的有效热阻随着孔隙率的增大而增加。

基坑降水技术在建筑工程施工中的运用

为提升基坑降水技术质量,在建筑工程的整体施工工作展开之中,专业技术人员有必要从多个角度展开分析,为基坑的建设做好准备工作。可见,在基坑建设展开的过程中,地下水位的控制至关重要,这是对工程质量保证的实际要求。因此,本文从实际的建设案例出发,希望通过基本的建筑工程基坑排水技术应用,展开技术分析与实际案例分析,为施工单位的施工成本控制以及施工安全、质量等提供保证,进而促进建筑的安全性提升,保证企业的盈利能力。

基于OpenFOAM的槽道内液态金属湍流换热直接数值模拟

液态金属被广泛用作先进核能系统的一回路冷却剂。液态金属的普朗特数较低,其换热特征与常规流体区别较大。本文采用OpenFOAM对槽道内液态金属湍流换热过程进行了直接数值模拟。模拟采用的摩擦雷诺数为180,分子普朗特数分别为1,0.71,0.25,0.125,0.05,0.025,0.005,0.001。通过与前人研究的数值结果进行对比,验证了本文模型的准确性。分析了普朗特数对温度分布的影响,随着普朗特数的降低,常见的温度分布对数律区在截面内的占比明显减小。采用指数函数对截面内的无量纲温度分布进行拟合,得到了普朗特数在0.001到1范围内的温度分布计算式。结合速度幂律,在温度分布公式的基础上推导出了努赛尔数关系式。

恒定法向刚度条件下三维粗糙裂隙面剪切力学特性

通过恒定法向刚度边界条件下真实三维粗糙裂隙面剪切试验,研究初始法向应力(0.02~8 MPa)和粗糙度系数JRC(12~18)对裂隙面剪切应力、法向位移、法向应力和表面剪切磨损特征的影响。结果表明:整个剪切过程中,裂隙面法向位移–法向应力拟合关系为一组平行直线,法向边界刚度保持在10.8 GPa/m。随着初始法向应力和粗糙度系数的增加,裂隙面法向应力均逐渐增大,初始剪应力峰值分别增加了6.201~9.974倍和22.70%~55.76%;裂隙面法向位移随初始法向应力的增加逐渐减小,而随JRC的增加,由于剪切过程中沿凸起体的"爬坡效应"趋于显著,剪胀变形逐渐加剧。峰值表面阻力指数随初始法向应力的增加线性减小,而随JRC的变化增加了10.82%~36.46%。随着粗糙度系数的增加,初始剪应力峰值强度包络线变得陡峭;剪切磨损阶段,法向应力–剪切应力路径可通过线性函数较好地拟合,且随着初始法向应力的增加,拟合曲线趋于平缓。二值化计算结果表明试验后裂隙面剪切面积占比随初始法向应力和粗糙度系数分别增加了1.032~1.799倍和8.63%~71.81%,剪切磨损特征趋于显著。

CNL和CNS边界条件下砂岩宏细观剪切力学特性

岩体的剪切力学特性和变形破裂机制对围岩稳定性控制意义重大。本文首先通过恒定法向荷载(CNL)和恒定法向刚度(CNS)边界条件下砂岩的宏观剪切试验,揭示了初始法向应力对砂岩峰值剪切强度、法向应力、剪胀变形及声发射响应特征的影响;然后基于PFC2D颗粒流数值模拟研究了不同边界条件下砂岩剪切过程中细观裂纹扩展、颗粒位移场演化、变形破裂过程及剪切速率效应。结果表明:随着初始法向应力的增加,砂岩峰值剪切强度及残余剪切强度均线性增大,且与CNL相比,CNS边界条件下峰值剪切强度增加了46.57%~307.84%、黏聚力增加了85.09%而内摩擦角减小了10.38%;法向位移整体上经历了剪缩、快速剪胀和缓慢剪胀过程,且随着裂纹扩展贯通形成剪切滑移面,声发射活动异常激烈;不同边界条件下砂岩细观裂纹演化过程和破裂机制存在显著差异,剪切过程中裂纹总数呈现"平静-快速增加-增幅降低-趋于稳定"的变化特征,且与CNL相比,CNS边界条件下裂纹总数增加了19.66%~89.20%;随着剪切速率的增加,砂岩峰值剪切强度呈现指数型减小趋势,且CNS边界条件下剪切速率效应更加显著。