辅助治疗股骨干骨折缺损数值模拟分析

针对股骨干断裂骨折患者手术治疗康复治疗问题,使用医学影像处理和逆向工程技术,依据股骨CT扫描数据,重构股骨干2mm横断缺损和股骨干10°楔形缺损断裂模型。为了分析接骨板、螺钉应力、应变变化规律及股骨整体应力集中状况,在700N轴向载荷和15N·m扭转载荷条件下,建立锁定型和锁定加压型接骨板数值模拟系统进行数值模拟分析。结果发现:锁定加压型内固定系统适用于股骨干2mm横断模型,螺钉不易发生失效断裂;锁定型内固定系统适用于股骨干10°楔形缺模型,螺钉未出现失效断裂现象,便于患者康复。

基于SWMM的海绵城市短时排水工程三维模拟分析

为了解决排水工程模拟运行效率低、产流计算误差等问题,基于SWMM进行了海绵城市短时排水工程三维模拟分析。分别构建了地表产流模型、入渗模型、地表汇流模型和管网汇流模型,并利用SWMM模型对其进行计算和模拟。按照总体架构设计实现了排水工程的三维模拟,并通过对数据层的设计保证了结果的准确性和可靠性。实验结果表明,所提方法具有较高的运算效率、较小的产流量计算误差以及较高的模拟精度。

天然气水蒸汽重整制氢的PROII模拟分析

天然气水蒸汽重整作为最重要的制氢工艺之一,需要消耗大量天然气,通过优化重整工艺,能有效减少天然气消耗。应用化工模拟软件PROII,对天然气水蒸汽重整制氢工艺中转化及中变反应过程进行了模拟。反应后残余甲烷干基含量(物质的量分数)的模拟值与实测值的误差小于1.5%,表明模型可靠有效。利用模型对转化及中变反应过程的操作参数进行了灵敏度分析。结果表明,当水碳比(物质的量之比)为3.0、转化炉出口温度为820℃、转化气出口压力为1.2 MPa时,天然气甲烷转化率较高(约87%),燃料消耗量较少(约70 m^(3)/h),此时是最佳重整条件,可作为该场景下实际生产的工艺控制指标。

悬挂式高层建筑施工模拟分析

上海金桥国培地块研发项目A楼总高99m,共21层,其中4层以下为裙楼,4~5层之间无柱,5~20层全部悬挂于设置在核心筒上部的屋顶桁架,是国内最大的单体悬挂结构之一。详细介绍了拟采用的逆向施工法,包括屋顶桁架提升、悬挂楼层提升以及楼板浇筑三个阶段50个子步的施工过程;进行了全过程的模拟分析,计算并评估了该施工过程给重点部位的位移和应力带来的影响,包括屋顶桁架悬挂柱连接点位移变化、各层核心筒和楼层梁的位移变化、屋顶桁架关键部位的内力变化、楼板设置后浇带的重要性以及施工过程中极端天气下风荷载对结构的影响;提出了施工过程中的防风措施。

钢结构梁柱加固节点框架损伤演化过程数值模拟分析

为研究不同因素对钢结构梁柱加固节点框架演化过程损伤的影响,选择4个钢结构梁柱加固节点框架试件作为实验对象,在其他条件不变基础上,改变试件轴压比、钢盖板厚度以及混凝土强度,用ABAQUS软件对钢结构梁柱加固节点框架进行模拟,观察损伤演化过程的应力云图情况,并对屈服位移与峰值位移进行统计。结果表明:轴压比以及钢盖板厚度对受力性能影响不大,混凝土强度对受力性能影响较大,并且随着混凝土强度的增加,钢结构梁柱加固节点框架的承载力也在增加,在节点框架设计时,应适当增加混凝土强度,提高节点框架承载力。

某砖石古塔结构动力性能测试与模拟分析

古塔结构材料中存在大量未知物理力学指标,采用有限元方法能否有效地模拟计算古塔的动力特性一直是困扰文物工作者的重要问题。首先开展了对砖石古塔的现场动力性能测试,同时采用有限元方法对其动力特性进行了模拟计算,并将实测结果与模拟计算结果进行了对比。结果表明:采用现代砖砌块、砂浆材料的相关物理性能指标以及相应现场检测方法获得的力学性能指标,通过有限元方法模拟计算砖石古塔结构的动力性能是可行的。古塔结构实测的前两阶自振频率与有限元方法模拟计算得到的前两阶自振频率基本一致,偏差仅为0.8%,可以满足工程需要。

高层办公建筑内风廊对自然通风贡献的模拟分析与评价

为研究内风廊在高层办公建筑自然通风中的作用,本文利用CFD软件对合肥地区某高层办公建筑在有无内风廊工况下室内通风情况进行数值模拟分析。通过研究室内气流速度和空气龄来分析高层办公建筑内各功能房间的通风换气情况和整体的通风效果。研究结果表明,风廊能有效促进室内空气流通,提高空气质量和舒适度,同时也对降低室内温度、减少空调使用等方面具有重要作用。因此,当设计高层办公建筑时,合理布局和设计风廊是必要的。

岩土工程边坡稳定性数值模拟分析

针对单向形式的边坡稳定性数值模拟结构受限的问题,本文提出了多阶边坡稳定性数值网格模拟结构。首先,采集岩土工程基础模拟数据,并为折减系数赋值。其次,采用多阶方式打破覆盖范围限制,并设计三维有限元边坡稳定性数值模型。最后,使用FLAC辅助处理实现数值模拟。通过实例分析发现,在6个测试区域中,将回弹次数控制在5次以下,验证了该方法的针对性与稳定性,表明获取的边坡稳定性分析结果真实可靠,具有实际应用价值。

路基填筑高度对长短桩复合地基沉降影响的模拟分析

依托某高速道路软土路基处理项目,通过对长短桩复合地基加固机理的分析,确定复合地基设计参数。选择代表性断面,采用有限元法模拟无处理地基及长短桩复合地基不同填筑高度下的沉降规律。通过对比分析可知:路基中心沉降量最大,沉降量由中心向外逐步减小,采用长短桩复合地基可有效控制道路的总沉降量及差异沉降,且具备较好的经济效益。

基于Excel模拟分析下的天然河道水面线快速求解

水面线计算是工程设计中常见问题,为提高设计工作效率,文章提出一种基于Excel模拟分析的天然河道水面线快速计算法,用于替代传统的试算法。以广东省某平原河道为例进行实证分析,推算了桩号0+000~0+500区段内的河道水位,采用Hec-Ras软件对计算结果进行复核,通过对比两者计算结果误差仅为0.01%,表明文章所提出的水面线快速计算法用于实际工程是可行的,该方法对于解决实际工程问题具有借鉴意义。

地下车站深基坑围岩形变支护应力模拟分析及应对举措

基坑工程安全性是确保地铁车站土方开挖、结构建筑安全的重要前提。为有效控制深基坑围岩变形,提升地铁施工质量及安全,以福州地铁某地下车站深基坑为研究对象,利用GTS有限元软件构建地铁施工中深基坑围岩变形支护应力有限元模型,重点分析支护应力水平向位移、深基坑沉降及深基坑围岩坑底隆起变形的变化规律,探究导致围岩变形支护应力相关变化的影响因素,提出抑制深基坑坑底隆起的应对措施,并取得良好实践效果。

基于布料性能的石灰窑旋转布料器模拟分析

在石灰生产的过程中,石灰石与焦炭在石灰窑中均匀布料有利于物料的充分燃烧。设计的旋转布料器通过两层布料管道与中心开口三部分布料来实现布料均匀,同时本布料器依靠旋转将物料散出,所以布料器的旋转速度与开口大小会影响布料效果,利用仿真模拟对旋转布料器内部升降挡板的开孔与旋转速度两个方面进行研究,确定了合适的开孔大小,并且通过模拟每5 s、7 s、9 s、10 s一周的布料情况,研究分析了模拟进行了70 s时的布料状况,最终认为每10 s一周的转速合适,这样可以使布料均匀,从而提高石灰窑的产量。

某火电厂集控室消防细水雾抑制火灾模拟分析

以某火电厂建设工程集控室消防系统设计为例,利用PyroSim火灾模拟软件建立试验模型,模拟研究在不同压力和角度下细水雾对T^(2)模式自由火的抑制过程,对比分析细水雾在喷头角度为45°、60°、90°和喷头压力为1 MPa、2 MPa、5 MPa时的火焰温度变化曲线,模拟空间内的CO、O_(2)浓度变化、灭火时间和灭火用水量等情况。结果表明:灭火过程可以分为喷雾初期的抑制阶段、火焰强化膨胀阶段和细水雾再次抑制阶段3个阶段;水雾压力越大,灭火效果越明显;喷射角度为90°的细水雾灭火过程中火焰温度变化平稳,适合作为集控室的自动灭火喷头参数;垂直布设的中压细水雾具有更好的实用价值。

不锈钢薄管折弯成型与回弹有限元模拟分析

基于Simufact Forming软件建立不锈钢薄管折弯成型的有限元仿真模型,模拟薄管折弯成型过程并分析接触面摩擦因数和折弯速度对薄管折弯后回弹程度的影响。结果表明:随着薄管折弯角度的不断增大,折弯区域的等效应力逐渐增大,局部高应力区域增大,外侧壁厚逐渐减小,内侧壁厚逐渐增大;薄管折弯后回弹量随摩擦因数的增大或折弯速度的减小呈现先增大后减小的趋势;当摩擦因数为0.2或折弯速度为2 s内190°时,薄管的回弹量最大。该结果能够为薄管折弯成型模拟仿真和回弹量预测提供一定的参考。

阿尔塔什水库泥沙淤积及排沙调度模拟分析

针对阿尔塔什水库泥沙淤积问题,文章在兴利任务和水沙特点的基础上,提出2种调度方式,对泥沙淤积进行模拟。研究主要利用HEC-RAS建立一维水流输沙模型,根据物理模型试验结果进行检验,计算2种调度方式下的泥沙淤积特点、淤积量及水库排沙比等。结果表明,阿尔塔什水库泥沙淤积形态为三角洲形。通过对比2种调度方式的泥沙淤积状况,明确水库运行的100年间,4月蓄水至1820m,汛期水位降至1770m, 8月蓄水时水位升至1820m,泥沙淤积少,能够保留较大库容。研究结果对水库调度有一定的指导意义。

可适应曲面角度的优化支撑体系使用性能模拟分析

为了提高平面或者斜曲面的支撑能力,引入一种新的可调节曲面支撑架形成可适应曲面角度的优化支撑体系。以合肥市包公大道快速路高架桥项目工程为例,利用数值模拟手段,对比分析传统支撑体系及可适应曲面角度的优化支撑体系在高架桥施工中的受力特点,探讨可调节曲面支撑架的使用性能。结果表明,可适应曲面角度的优化支撑体系可通过满堂支架的节点将荷载传递至横向、竖向的立杆直至基础,相较于目前施工中常用的自由斜撑传力更加合理及科学,符合行业规范。

接触网调整支柱组立、硬横梁架设过程及模拟分析

接触网是铁路系统的重要组成部分,为列车提供电力供应和支持。接触网包括许多不同类型的支柱和横梁,其中调整支柱和硬横梁在保证接触网的稳定性和安全性方面具有重要作用。区间盾构下穿前对既有接触网支柱硬横梁的改移包括架设新的硬横梁和拆除既有硬横梁。利用数据及数值模拟分析,确定了盾构施工对铁路的影响范围,并提出了相应的建议。最后,根据实际情况对硬横梁的改移方案进行了调整,并确认了拉出值的方向和具体操作的方法。

钢管混凝土拱桥施工及运营阶段结构受力仿真模拟分析

为研究钢管混凝土拱桥施工及运营阶段位移和受力状态变化,以某钢管混凝土拱桥为背景,采用有限元软件对其进行仿真模拟分析。结果表明:1)施工阶段各控制截面钢管和管内混凝土应力均为压应力,印证了拱桥以受压为主;2)扣索的拆索会导致拱圈内力进行重分布,钢管应力发生突变,但变化幅值不大;3)桥梁稳定系数先增大,封铰后随施工过程推进逐步减小,稳定系数最小值满足规范要求;4)施工阶段拱顶最大位移与运营阶段拱顶最大位移约接近;5)前10阶振型主要以面外横向振动和拱肋扭转振动为主,频率均小于0.6 Hz,表明结构偏柔性;拱肋面外刚度小于面内刚度,且扭转振动出现次数较多,表明拱肋抗扭刚度较小,设计时宜加强拱肋横向联系或增加横向联系数量。

合成气制甲醇催化剂中毒失活模拟分析

为进一步探究合成气制甲醇工艺中催化剂中毒的原因,以XNC-98型催化剂的硫中毒情况为案例进行分析,分别探究了硫化氢、二氧化硫、甲硫醇和乙硫醇对催化剂中毒失活的影响,并进一步通过数据汇总分析确定甲硫醇和乙硫醇是引起本次催化剂中毒失活的主要成分。预计本次分析可为后续的工艺优化等环节提供一定的参考借鉴。

基于LOD四叉树算法的中尺度云团三维流场可视化模拟分析

中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法(levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分析方法。分析了中尺度云团三维相对流场,从中获取了中尺度云团三维流场运动规律,并基于二维直方图取得中尺度云团三维流场特征;将粒子源与四叉树结构相结合,构成四叉树粒子系统,把取得的特征映射到系统内,利用该系统中的粒子完成中尺度云团三维流场的渲染绘制,从而实现中尺度云团三维流场的可视化模拟。实验结果表明,绘制帧率对比测试、可视化模拟速率对比测试和可视化模拟效果对比测试结果清晰度较高,可视化程度较高,实用性强、可靠性高。