基于River 2D模型的黄河花园口河段生态流量研究

针对目前生态流量研究方法难以充分考虑鱼类栖息地等生境因素的问题,以黄河花园口鲤鱼核心保护区为研究区域,选取黄河鲤鱼为研究物种,基于耦合水动力学模型和栖息地模型的River 2D模型确定黄河鲤鱼的生态流量,将水深和流速作为鱼类生存保护的限定性因子,采用栖息地模型模拟不同流量下对应的黄河鲤鱼的适宜栖息地面积。计算结果表明:花园口河段鲤鱼产卵期的最小生态流量为230 m^(3)/s,生长期的最小生态流量为430 m^(3)/s,越冬期的最小生态流量为150 m^(3)/s。计算结果可以为花园口核心鱼类保护区的鱼类保护以及黄河小浪底水库的生态调度提供参考。

基于FLO-2D的抽水蓄能电站泥石流模拟分析

针对新疆吐鲁番盆地东侧鄯善县泥石流灾害影响该地区工程建设与发展的问题,以新疆鄯善县抽水蓄能电站下库区泥石流为研究对象,运用FLO-2D数值模拟软件,对不同降雨频率下(P=1%,2%,5%)泥石流沟的发生过程进行模拟。结果表明:在降雨频率P=1%和P=2%的降水条件下,沟内泥石流将冲出淤积在拦沙坝附近,并侵占河道。以库区运行年限100 a计,库区淤积总量为21567 m^(3),对下库区库容产生一定的影响。

基于FLO-2D数值模拟的不同降雨频率工况下八宝镇拱北槽沟泥石流运动特征及危险性评价

近年来,随着降雨量不断增加,泥石流爆发频率呈上升趋势,其运动堆积特性及防治工程措施直接决定泥石流危害程度及影响范围,也是影响泥石流危险度区划的关键因素。因此,对不同工况条件下泥石流堆积特征及危险范围预测具有较强的现实应用价值。FLO-2D作为一款专用于洪水和泥石流模拟的二维软件,能较完整地分析泥石流的运动状态特征,可用于模拟洪水灾害和风险评估,推算流体运动的流速及堆积深度,合理推估淹没面积。该文以拱北槽沟泥石流为例,通过开展野外详细调查,在查明泥石流物源类型、分布特征、物源储量与流域育灾环境的基础上,模拟分析其在不同降雨频率下(10%、5%、2%和1%)的泥石流运动特征,进而确定泥石流灾害威胁范围、堆积深度、流速等特征参数,并在此基础上采用泥石流强度指标对泥石流灾害进行危险性区划评价,为拱北槽沟泥石流的监测预警与风险防控提供技术依据,以此为该地区或者其他祁连山区城镇泥石流灾害防治及国土空间规划提供科学依据及参考建议。

2D伺服阀二元缝隙流启动阻力及其影响因素

二维(2D)伺服阀具有动态特性好、功率质量比高等特点,启动时阀芯先转动,后在先导级控制油的作用下阀芯轴向运动,故阀芯和阀套之间的二元缝隙流产生的摩擦阻力是影响其特性的重要因素。为研究二元缝隙流对摩擦阻力的影响,对10通径2D伺服阀阀芯右侧的缝隙流进行理论分析和仿真研究。研究结果表明:阀芯上的摩擦阻力与缝隙宽度、入口压力和动壁面运动速度都有密切的关系;其值随着缝隙宽度增加先下降然后增加,存在最优缝隙宽度,且最优值小于一元缝隙流;随着入口压力的增加,摩擦阻力增加,而随着动壁面运动速度增加,摩擦阻力会先增大后减小。实验中2D伺服阀启动时需要克服的启动摩擦阻力仅2.94 N,可以实现大的功率质量比。

基于PFC2D的综放开采顶煤冒放规律数值模拟

为了更加形象地研究顶煤冒放形态特征、宏观地把破碎的散体看作非理想状态下随机流动的松散介质.以某矿1302N大采高综放工作面为工程背景,利用离散元散体颗粒流软件PFC2D建立放顶煤二维横剖面模型,主要研究顶煤位移、煤矸动场变化、放出体衍化以及超前支承压力分布等现象.研究对比得出:顶煤流动规律方面,走向上放煤步距增大,顶煤的始动点边界线前移,顶煤运移范围增大;倾向上间隔放煤的煤损主要集中于同一轮放煤支架间的漏斗煤损.煤矸流场规律方面,采高增大煤矸分界线逐渐变陡;放煤步距增大,煤矸分界线始终保持双线形态前移.矿压显现规律方面,顶煤的硬度增大,顶煤分区中范围逐渐缩小,即超前支承压力峰值区向煤壁靠拢;采放比增大,超前支承压力峰值区远离煤壁,综放开采顶煤破碎后的流动特点和运移路径的数值模拟研究,有利于掌握散体顶煤的放出规律,据此对放煤工艺参数进行针对性的优化设计,对提高煤炭资源采出率具有重要意义.

基于FLO-2D的四川小金县炭厂沟危险性评价

【目的】研究炭厂沟泥石流爆发时的危险性。【方法】以炭厂沟1:5 000等高线、50年降雨数据和掩膜作为基础,结合现场勘察情况,运用FLO-2D和GIS软件,模拟炭厂沟在不同降雨频率下(10%、5%、2%和1%)泥石流的运动堆积过程。【结果】以1%降雨频率为例,模拟出的最大泥石流流速为20.97 m/s,最大泥石流流深为7.7 m,堆积面积为33 175 m^(2)。极端危险区范围占比81.8%,具有极高的危险性。对比模拟计算流速与公式计算流速来验算精确度,结果显示可靠性高。【结论】通过选用流速和泥深作为泥石流危险度分区的定量指标,得到炭厂沟泥石流的危险性分区图,为该流域的灾害防治提供科学的参考依据。

二维斑点追踪技术在评估冠心病患者左心室收缩与舒张功能中的应用价值

目的探讨二维斑点追踪技术在评估老年冠心病患者左心室收缩与舒张功能中的应用价值。方法对60例老年冠心病患者(研究组)和60名健康老年人(对照组),应用彩色多普勒超声诊断仪进行左心室功能检查。比较两组血压、生化指标(三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、糖化血红蛋白)及常规超声参数、二维斑点超声应变参数、血流频谱测量超声参数。结果研究组受试者收缩压、舒张压及三酰甘油、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、糖化血红蛋白水平均高于对照组(P<0.01)。两组受试者收缩末期和舒张末期的左室内径、室间隔壁厚度、左室前/后/下壁厚度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。研究组受试者左室舒张充盈末流速峰值/左室收缩末流速峰值低于对照组(P<0.05);两组受试者左室射血分数、左室舒张充盈末流速峰值、左室收缩末流速峰值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。研究组受试者舒张期和收缩期的左心室前壁、后壁、下壁、室间隔的纵向、径向、周向峰值绝对值均低于对照组(P<0.01)。结论二维斑点追踪技术的抗干扰能力较强,二维斑点超声应变参数能有效反映冠心病患者左室收缩、舒张情况,具有较高的应用价值。

基于PFC^(2D)的无底柱分段崩落法矿石流动规律与结构参数优化研究

无底柱分段崩落法出矿进路端部矿石流动规律直接影响着矿石贫损指标。以某金属矿山为研究对象,设计了崩矿步距、分层高度、放矿截止品位3项变量的正交实验,采用PFC^(2D)离散元分析方法构建了端部放矿仿真模型,分析了端部矿石放矿的流动规律,获得了采场结构参数对放矿贫损指标的作用机理。研究结果表明:①崩落采矿法中进路端部的靠壁残留体对矿石的回收具有重要意义;②崩矿步距与分层高度比值(d/H)直接决定靠壁残留体的形态和矿石贫损指标,且d/H为0.28时效果最优;③根据分段高度散点分布规律和最优d/H值,得到最优崩矿步距,通过优化铲运机出矿方式,可大幅降低矿石贫损指标。

基于FLO-2D模型的泥石流运动冲淤数值模拟

采用2维流变模型FLO-2D,经连续方程与运动方程,结合网格化的数字高程模型,选取陇南市武都地区清水沟、嘴子沟及段河坝3条泥石流沟为试验区.通过DEM在ArcGIS中转换为ASCⅡ格式输入至FLO-2DPRO软件中,建立流域模型,分析计算出各网格点的可能运动速度、淤积深度,并将模拟结果整合致GIS中.在GIS软件中分析可能淤积范围,通过对比2010年陇南"8.12"特大暴雨事件引发泥石流灾害灾情,验证了FLO-2D模型模拟试验区泥石流威胁范围的正确性,发现模拟结果与实际发生灾情威胁范围大致相符.

基于PFC^(2D)软件的柿树沟泥石流运动过程数值模拟

为了解泥石流的启动及运动过程,以栾川县柿树沟泥石流堆积体为例,基于堆积体室内大型直剪试验指标,利用PFC2D模拟软件对其启动及运动过程进行仿真数值模拟,分析了不同工况下堆积体的运动速度场、应力场及位移场,研究了崩滑松散碎屑堆积物质启动、形成泥石流的过程和机制。结果表明,强降雨是柿树沟沟内松散堆积体启动形成泥石流的触发因素;中雨工况下,地表径流的冲刷力仅对堆积体表层有影响,但堆积体整体形态基本无变化;暴雨工况下,泥石流沟上游的洪水迫使土石颗粒脱离堆积体表面,后缘表层土体首先开始运动,产生的推挤力不断推动前方堆积土体向前运动,坡面形态发生显著变化;暴雨时间越长,堆积土体的运动速度和位移也越大,最终导致堆积体发生连锁式破坏,形成泥石流。

正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用

数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明:有效模量E*与刚度比k n/k s对弹性模量E影响显著;k n/k s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_(min)对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σc及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。

基于FLO-2D的联合溪沟泥石流运动特征及防治对策

湖南省岳阳县联合溪沟无泥石流灾害历史,但于2011年、2012年连续两年暴发特大型泥石流。在实地调查中取得了该泥石流沟的地形、物源、水源等基础资料,并重点分析沟内堆积物颗粒粒径分布规律,总结了该泥石流的发育特征:在地形因素的主导下,沟道水动力条件不断变化,泥石流呈现出冲刷—淤积—运动—堆积的特点。利用FLO-2D模拟泥石流的活动范围及掩埋深度,并进行灾情验证,结果表明FLO-2D模拟计算结果与实际灾情基本一致。针对该泥石流沟的复杂性、独特性,提出以拦挡坝、桩林式格栅坝、清淤护岸工程相结合的泥石流工程治理措施。

2D数字阀流量规划补偿死区研究

阐述了2D数字阀的结构和工作原理,分析了2D数字阀死区产生的原因,针对传统的颤振补偿死区方法的不足,提出流量规划补偿死区的新方法,并研究了流量规划同时叠加少量颤振补偿技术。实验结果表明,采用流量规划补偿后,死区基本消失,但滞环依然存在;采用流量规划同时叠加少量颤振补偿技术进行补偿,可以完全消除死区,滞环也明显减小,非线性度小于0.5%,能够达到伺服系统的要求。在死区补偿之后,该阀在25%满量程的正弦波控制下,-3 dB处幅频宽可达141 Hz。

基于FLO-2D与冲量模型的泥石流危险度分区方法及应用

鉴于正确的泥石流危险度分区对合理规划布局泥石流堆积区经济活动的重要作用,采用FLO-2D模型对泥石流的运动堆积过程进行数值模拟,求得泥石流堆积扇上流速、流深分布及以格网为单位的泥石流体流速和流深的时间变化过程,结合GIS技术对计算所得数据进行空间分析,以泥石流体冲量为分区指标,建立泥石流堆积扇危险度分区模型,并以四川省石棉县马颈子沟泥石流为例,模拟该沟百年一遇泥石流运动堆积过程。结果表明,模拟堆积范围与实际堆积面积吻合度达86.16%;根据格网内泥石流体冲量模长,可将泥石流堆积扇危险度分为极度、重度、中度、轻度危险区四个等级。

大流量2D伺服阀的研究与设计

为实现伺服阀的大流量,采用了2D阀的结构方案。2D阀利用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转化为阀芯的直线运动,从而实现伺服阀的液压功率放大。采用步进电机作为电-机械转换器来驱动阀芯转动,为使阀芯获得较大的扭矩,采用了较大的传动比。设计了零位保持机构保证了伺服阀工作的稳定性和零位调节的精确性。对伺服阀的阀芯进行了力学分析,并建立了数学模型。最后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果理想,符合设计要求。

基于FLO-2D的核桃沟泥石流数值模拟分析

铁路沿线泥石流灾害将对铁路隧道和桥梁施工和运营造成极大危害。文章选取核桃沟为研究对象,运用FLO-2D软件模拟不同周期的降雨过程,并提取降雨过程线计算泥石流洪峰流量。通过与雨洪法计算结果对比,验证了根据降雨过程线确定泥石流洪峰流量的合理性,进而对不同暴雨重现周期下核桃沟支沟和主沟泥石流发生过程进行模拟。核桃沟支沟泥石流模拟结果与分析表明,不同重现周期下,泥石流对支沟2~#斜井、沟谷居民安置点以及工程项目部的威胁较大,建议加强对支沟的泥石流监测预警。核桃沟主沟泥石流模拟结果与分析表明,不同重现周期下,核桃沟大桥处泥石流流速与堆积厚度有增大趋势;在50或100a一遇情况下,泥石流对核桃沟大桥的影响较大。

大流量2D伺服阀的设计与实验研究

介绍了一种2D结构的大流量伺服阀的工作原理,通过理论分析和产品样机试验,研究该阀的泄漏特性、空载流量特性以及阀芯运动过程的动态特性,并结合试验数据阐述了大流量2D伺服阀设计中需要注意的问题。该阀在单边压降为3.5 MPa时,流量可达到1000 L/min,并且具有良好的动态特性,且频宽约为120 Hz。

基于PFC^(2D)的镁碳质耐火材料断裂行为模拟研究

将镁碳质耐火材料视为骨料和细粉基质组成的两相复合材料,采用基于离散元的颗粒流模拟软件PFC2D,将材料离散成刚性颗粒组成的模型,把颗粒细观参数的变化与宏观力学特性联系起来,构建镁碳质耐火材料在1000℃下的试验模型,模拟试样三点弯曲的载荷-位移曲线,对材料裂纹的扩展进行分析,并通过改变摩擦系数、平行粘结刚度比、孔隙率以及平行粘结弹性模量,对比分析细观参数对载荷力峰值大小的影响情况。结果表明,采用PFC2D可准确模拟镁碳质耐火材料在三点弯曲时的断裂行为;材料的摩擦系数和平行粘结弹性模量与试样所受最大载荷力呈正比关系,而孔隙率和平行粘结刚度比与试样所受最大载荷力呈反比关系。

大流量2D数字伺服阀电-机械转换器的频率特性研究

为使所开发的2D大流量伺服阀达到较好的性能,设计了一款基于DSP芯片和DRV8432全双桥电机驱动芯片控制器,高频PWM波信号输入DRV8432芯片的三个半桥电路,驱动电—机械转换器。为了消除电—机械转换器响应速度和控制精度之间的矛盾,对其进行位置闭环、速度闭环和电流闭环控制。并结合Simulink进行仿真,仿真结果表明该方法具有良好的效果。设计了实验方案并搭建实验平台对控制器进行测试,实验结果表明该控制器具有良好的稳态性能。

基于FLO-2D数值模拟的结底岗村公路泥石流危险性评价

工布江达县公路沿线泥石流频发,对公路交通安全和县内各区域经济发展造成严重影响。为研究高海拔地区暴雨型泥石流对公路的危害特征和潜在危险性,同时探索基于FLO-2D模型模拟泥石流的方法在高寒、高海拔、强地质构造地区的适用性,运用FLO-2D软件,以西藏自治区工布江达县典型公路泥石流——结底岗村泥石流为例,模拟泥石流泥深、流速等方面的冲淤特征,确定泥石流强度并划定危险性分区评价泥石流危险性。以公路沿线典型泥石流沟危险性的“点评价”为基础,通过分析公路泥石流危险分区以及与受威胁路段之间的拓扑关系,定量评估泥石流危险性,可以合理地预测公路泥石流的影响区域和危害程度,为工布江达县公路泥石流灾害分析、预警以及建设设计和公众疏散计划提供技术参考。