河北省涿州市“23.7”洪水模拟反演分析及思考

河北涿州“23.7”洪水影响大、损失重。为分析其原因,以及为灾后的恢复重建与今后的防洪治理等提供参考思路,建立了涿州市相关区域二维洪水数值仿真模型,对涿州市“23.7”洪水进行模拟反演及淹没影响对比分析。结果表明:除极端暴雨引发的洪水量级大外,涿州市特殊的地理位置,防洪工程薄弱,蓄滞洪区内建设用地大量增加,是本次洪水影响大、损失重的主要原因。涿州市今后的防洪治理及其蓄滞洪区内的土地开发建设,除参考相关区域的开发经验外,更应加强防洪工程建设、完善洪水防御体系、加强蓄滞洪区的建设与管理,强化洪水风险分析及实时预报预警,提高公众的洪水风险防范意识等。

中小学校园立体运动场馆下部的采光模拟与优化分析

在我国大中城市学位不足与建设用地紧缺的大背景下,对中小学校园运动场进行立体化设计能够形成空间的纵向叠加,从而释放大量建设用地,但运动场立体化同样也会产生一些新的设计难题,其中运动场地下部空间的自然采光问题又最为复杂,既面临照度是否足够的问题,又面临光线分布是否均匀的问题。国内外文献研究显示,当前国内外的立体运动场馆采光研究几乎空白,使得当前的建设存在一定的盲目性。基于以上考虑,该研究拟利用基于Rhino、Grasshopper、Ladybugtools三者构建的采光模拟平台的参数化光环境模拟技术,对不同形式的校园立体运动场馆下部区域的自然采光环境进行模拟,提炼出影响立体运动场下部空间采光的因素,包括运动场尺寸、架空层数、空间进深、功能布局、采光口位置、遮阳反光措施。通过对影响因素进行模拟分析,得出不同因素的影响机制,进一步提炼营造良好自然光环境的立体运动场设计对策,并以广州实验中学项目的学生活动中心的自然光环境优化实践形成研究反馈,从而验证了研究的有效性。

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。

实现光伏阵列最大输出功率最佳倾角的模拟分析

通过利用相关软件模拟分析的方法,设计太阳能光伏发电系统的搭建、设备的连接和光伏电板的固定装置的倾角,对其输出的性能进行比较,得出适用分布固定式光伏发电阵列最大功率的固定装置最佳倾角。提出了以恒定负载固定式太阳电池阵列最大功率在冬季、夏季和全年最优状态下所接受到最大太阳辐射量所安放的最佳倾角模拟值。

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。

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。

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。

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。

桩锚支护体系深基坑开挖的数值模拟分析

为预判基坑开挖中可能出现的危险工况,以合理选择基坑支护类型,研究随基坑开挖深度增加时,桩锚支护体系下深基坑的变形与锚索受力变化规律。以实际工程为例,运用MIDASGTSNX有限元软件构建二维基坑模型,对桩锚支护基坑开挖过程中不同工况下的坑底隆起、地表沉降、围护桩顶水平位移及锚索的轴力变化进行数值模拟分析。结果表明:随着开挖深度增加,周围土体产生“挤土效应”,当开挖至坑底时基坑隆起量达最大,为15.4mm;不同工况下地表最大沉降量先减小后增大,地表沉降曲线呈“勺”型;桩顶最大水平位移与开挖深度成正相关;随着开挖深度增加,第二道锚索轴力增长速度远大于第一道锚索。

基于水质分析模拟软件浅析北塘排污河的污染负荷减排

在全国各城市的黑臭水体基本消除的情况下,个别城市仍存在着水质问题严重的纳污河道。文中简单阐述了水质分析模拟软件(water quality analysis simulation program,WASP)和日最大污染总负荷(total maximum daily load,TMDL),并介绍了它们的应用进展,运用WASP模拟计算了水环境容量,结合TMDL分析了北塘排污河的负荷减排。研究发现Seg3河段为污染负荷最严重的区域,东郊污水处理厂、南陀村排污河闸口和东丽湖闸为污染负荷最严重的排污口,以此为管理者分析负荷减排与分配提供建议。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。