转子热应力计算的热固单向和双向耦合模型差异研究

为了较准确计算汽轮机转子的热应力,比较了热固单、双向耦合模型在热传导方程和求解方式上的差异。基于热固单、双向耦合模型,计算了某亚临界高中压转子在冷、热态两种启动工况下的瞬态温度场和热应力场,研究了冷、热态启动工况以及不同热冲击程度下两种模型计算结果的差异。结果表明:转子与主蒸汽温差在冷态启动下低于240℃,在热态启动下低于130℃时,单、双向计算模型结果相差均在2%左右,随着冲转初期转子所受热冲击程度增加,两模型计算结果偏差逐渐加大,最大可达20%;冷态启动下,转子表面温度低于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力大于双向耦合模型计算结果;而热态启动时,转子表面温度高于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力小于双向模型计算的结果,因此对于热态启动,单向模型计算的热应力是偏小的。该研究可为汽轮机转子热应力计算模型的选取提供参考。

气-固两相流边界层双向耦合模型及其应用

本文提出了一种稀相的气-固两相流边界层的双向耦合模型,在对固壁附近的粒子源项作了特殊处理后,利用此模型研究了流经平面叶栅的气-固两相流中的固体粒子穿越边界层时受到的影响以及粒子存在对边界层内气体流动的反影响。其中粒子运动特性的计算结果与试验进行了对比分析。

基于CT的脑动脉瘤双向流固耦合数值模拟研究

目的:探讨基于动脉瘤壁与动脉血管壁厚度不一的脑动脉瘤双向流固耦合数值模型的建模方法。方法:用MIMICS16.0软件提取1例患者颅内动脉瘤CT影像DICOM数据,获得动脉瘤体的初步模型。将该模型导入逆向工程软件Geomagic Studio12,以及UGS NX 8.5进一步处理后,得到厚度不一的脑动脉瘤三维几何模型。运用ANSYS Workbench 15.0软件进行双向流固耦合计算,并分析瘤体内血流特性及动脉瘤壁所受应力应变情况。结果:快速准确地建立了厚度不一的动脉瘤双向流固耦合模型,清晰地模拟出1个心动周期内动脉瘤表面剪切应力、表面变形及速度流线的变化情况。结论:应用上述方法能够快速准确地建立动脉瘤的双向流固耦合模型,且相较于刚性模型和厚度一致的动脉瘤体模型更准确和实用。可以为动脉瘤介入治疗模拟研究提供优良的模型参数。

考虑双向耦合非线性的LRB隔震桥梁地震反应分析

为了研究铅芯橡胶支座(LRB)隔震桥梁在双向水平地震激励下的非线性地震反应,首先建立了模拟水平正交两向作用力条件下LRB支座非线动力行为的双向耦合弹塑性恢复力模型,这一双向耦合弹塑性模型中的单向力和变形关系的骨架曲线为双线性。在此基础上,提出了一种双向水平地震激励下多跨连续LRB隔震桥梁的非线性地震反应分析模型以及求解方法,并对考虑和忽略LRB支座恢复力的双向耦合作用时隔震桥梁的非线性地震反应进行了算例比较分析。研究表明这种双向耦合作用对隔震桥梁的地震反应有重要影响,如果忽略这些相互作用的影响,支座位移的峰值将被低估,这对隔震桥梁设计是不利的。

基于双向耦合地震效应的隔震等效线性化方法研究

单、双向地震动效应存在较多差异,现有的抗震设计方法忽略了地震波椭圆偏振强度的特性对双向地震动效应的影响,为此,文章建立双向耦合恢复力模型和多自由度单质点体系,用于分析结构在双向地震动作用下的响应,在此基础上进行深入研究,提出一种考虑双向耦合作用的等效线性化方法,并选取了4条实测地震波进行结构响应计算。结果表明:与经典等效线性化方法对比,基于双向耦合地震效应的隔震等效线性化方法合理,且具有一定的精度。

工业结构与环境质量耦合优化情景模拟与策略——以宁蒙沿黄地带为例

目的在于研究矿产资源依赖型地区工业发展与环境质量耦合优化方案与策略,以宁蒙沿黄地带为案例,通过构建环境—产业双向耦合优化模型,模拟了不同技术进步情景下工业结构与环境质量的互动变化趋势,预测实现区域经济发展和环境质量优化双重目标的最优工业结构,并由此提出协调发展策略。结果发现,技术进步对于矿产资源主导型优势产业的可持续发展与实现经济—环境协调发展目标起到了至关重要的作用。传统优势产业控制环境污染排放的能力过低,如果不进行较快的技术创新,在未来的发展过程中已不能实现区域产业发展和污染控制双重最优目标。如果较快地推进技术进步,区域能够继续依托优势矿产资源基础,实现产业发展和污染控制的双重最优目标。因此,实现工业结构与环境质量耦合优化的关键在于技术进步。如何推进传统资源密集型产业的技术创新是实现依赖能源原材料工业的地区可持续发展的策略所在。在生产管理上,需要加强工业污染源治理力度,完善环境保护与修复机制,同时要加强传统产业的技术改造,积极淘汰落后产能。在工业发展模式上,运用产业生态化理念重组工业经济结构,构建循环经济产业链,提高资源的加工深度与废弃物的资源化综合利用,推动产业体系的生态化发展。

LRB隔震连续梁桥非线性地震响应研究

以铅芯橡胶支座(LRB)为隔震设备,分析了一座典型的3跨连续梁桥在4条具有不同场地土特色地震波作用下的峰值响应。通过对结构的离散建立了包含LRB贡献在内的全桥有限元模型,采用Bouc-Wen双向耦合恢复力模型模拟LRB的力-位移非线性特性,运用有限单元方法建立系统动力特性矩阵,编制了使用四阶显式Runge-Kutta迭代法和Newmark时间积分法联合求解增量形式全桥非线性动力方程的时程分析程序。利用程序并结合算例对隔震和非隔震桥梁进行了对比分析。分析结果表明:LRB具有良好的隔震效果,能显著降低结构的地震响应;支座的屈服强度和硬化比对结构的隔震效果有很大的影响,对于某种地震激励,LRB存在一个最优的屈服强度值和适宜的硬化比值;桥墩高度对结构顺桥向的地震响应影响较大,对横桥向地震响应的影响并不明显;LRB在Ⅲ类场地土上的隔震效果较差,因此LRB隔震连续梁桥不适合修建在软土地基上。

考虑实际工况下串联铁心电抗器的振动研究

串联铁心电抗器广泛应用于电力系统,但其噪声明显高于变压器。电抗器振动主要来源于气隙处的电磁力和硅钢片的磁致伸缩力,使铁心在实际工作状态中时刻存在应力,影响着硅钢片的磁特性。首先测试了硅钢片在不同应力下的磁特性曲线;然后,在考虑磁致伸缩效应的基础上建立了电抗器的电磁-机械双向耦合模型;最后,通过仿真计算出电抗器铁心的磁场及振动的分布情况。结果表明,总的振动效果并非2个力单独作用时的简单叠加。