Asymmetric Rock Pressure on Shallow Tunnel in Strata with Inclined Ground Surface

By building a tunnel model with a semi-circular crown, the asymmetric rock pressure applied to the shallow tunnel in strata with inclined ground surface is analyzed. Formulae, which not only include the parameters .related to both tunnel structure and surrounding rock mass, but the overburden depth, are developed. The computation for four tunnel models show that the method presented is feasible and convenient. Furthermore, the influence of the overburden depth on the rock pressure is elaborated, and the criterion to identify the deep or shallow tunnels is formulated as well.

多相混输泵用超高压机械密封性能研究

针对超高压混输泵机械密封易磨损失效的问题,介绍了端面槽加工和涂层应用两种策略,用热流固耦合分析方法,分析了浅槽微接触式机械密封在实际应用中的温度分布和端面变形情况,阐述了表面涂层技术的应用,进行了一系列机械密封性能的试验研究。研究结果不仅证实了这些技术在提高机械密封寿命和可靠性方面的有效性,还证实了端面开槽和涂层技术在降低摩擦、改善耐磨性能方面的显著效果。为超高压混输泵机械密封系统的设计和优化提供了重要的理论依据及实践指导。

声纳液面监测技术测得的液面深度修正方法

井口带压导致声纳液面监测技术存在15%的不准确性,究其原因为系统默认声音的传播速度为340 m/s。通过修正不同条件、不同气体组份的声速,设计了一款计算软件,引入烃、二氧化碳、氧气等混合气体的压缩因子、密度、比热容比、摩尔质量等参数,可计算出不同条件下的实际声速,提高了井口带压井的液面位置的准确性。顺北X井利用原方法和修正方法分别对声纳液面监测技术结果进行计算,结果显示,两种方法得到的液面深度变化趋势一致,但修正方法得到的液面深度值更准确。声纳液面监测技术的液面深度修正方法经矿场应用120井次,精确的液面数据为井控安全提供了科学保障。

三种大气可降水量推算方法结果的比较分析

以湖北省为例,分别用气象探空资料累加计算、地面气象资料推算(又有两种)、地基GPS探测资料反演等三种方法计算出该省空中水汽资源含量,并以探空法计算的水汽资源含量为基准来评估其他两种方法计算结果的偏差情况。结果表明:(1)与探空法计算结果相比,地面法计算结果偏小,恩施、宜昌、武汉等3站年平均空中水汽资源含量分别只偏小4.7%、2.9%、5.4%,且两种推算方法计算的月空中水汽资源含量变化趋势一致;(2)宜昌站GPS法比探空法计算结果偏大5.6%,同期地面法比探空法偏小3.5%;(3)对于有降水日的有效空中水汽资源,地面法、GPS法推算的整层水汽含量与探空法计算结果分别相差-1.4%和8.4%。可见地面法和GPS法推算空中水汽资源精度均比较高,可满足空中水汽资源推算要求,且站点多,从而可有效弥补探空站少的不足。总体上GPS法推算空中水汽资源精度略低于地面法,还可在今后应用中进一步订正优化。

双吸离心泵径向力数值分析

应用CFD软件对某型双吸离心泵的内部流场进行了数值计算,给出了不同工况下叶轮出口与蜗壳耦合面静压沿周向、轴向的分布规律.通过对比试验曲线与数值计算外特性曲线,发现两者比较吻合,相对误差小于5%,且数值计算叶轮出口周向压力分布曲线与试验曲线趋势一致.采用径向力出口压力法计算模型,计算了各工况下离心泵叶轮所受的径向力及其分量.结果表明:应用数值计算结果而建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.小流量工况时,径向力随流量的增加而减少;设计流量工况附近时,径向力达到最小值且不为0;大流量工况时,径向力随流量的增加而增加.

座椅舒适度的人-椅界面体压分布表征

对人-椅界面体压分布指标、计算方法及其表征进行阐述,将体压分布指标分为基本指标、静态指标和动态指标3类。其中静态指标包括座椅压力分布SPD%、圆型压力梯度GC以及线型压力梯度GT,动态指标包括动态座椅压力分布DSPD%、压力变化率均方根Pcrms以及区域压力变化率aPcrms。通过不同曲面造型及不同硬度坐垫的体压分布实验研究,结果表明:GC、GT以及SPD%与座椅舒适度成线性关系,GC与GT值越小,坐骨结节处越舒适,SPD%值越小则座椅整体舒适度评价越高;曲面下凹适中的坐垫比平坦的坐垫较舒适;最大压力Pm以及SPD%可以明显的表征坐垫材料的软硬度,硬坐垫的Pm、SPD%值较大,但是当被试体重过大,超过一定的阈值后,SPD%表征材料软硬度的能力失效。

沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算方法

针对明洞洞顶垂直土压力计算公式的不足,综合考虑大、小边坡坡角,推导沟槽式高填黄土明洞洞顶垂直土压力统一计算公式。采用荷载等效方法,将数值计算的明洞顶土压力的抛物线型分布荷载转化为均布荷载,与统一公式计算得到的均布荷载进行对比,验证统一计算方法的正确性。取20°的小坡角沟槽,利用统一计算方法研究填料性质、明洞与沟槽宽度比等参数的敏感性对土压力的影响。结果表明:小坡角沟槽情况下,填土内摩擦角、黏聚力以及沟槽与明洞宽度比对明洞洞顶土压力基本无影响;填土模量增大可以减小土体压缩相对变形量,减轻明洞洞顶应力集中现象。因此,在实际小坡角沟槽明洞工程中,应尽量提高土体压实度,减小明洞结构受力。

天然气管道内涂层工艺计算

简介了天然气管道输气量、压降以及水力摩阻系数计算公式,综述了部分国家在手册与文献中提出的管子内表面绝对粗糙度数值;分别从输量、输送距离、管径和压缩机功率这4个方面对有、无内涂层的天然气管道进行了比较计算.结果显示:涂敷了内涂层的管道输量将增加24%;压缩机站站间距离平均增长32.87%;管径也将减小;同时输气消耗功率降低15%～20%.因此,天然气管道涂敷内涂层将会改善和提高流动特性、减少增压站数量、延长清管周期、延长管道使用寿命、降低输送动力消耗和泵输成本,从而取得良好的经济效益.

试油测试作业中天然气放喷管线求产极限探讨

目前试油测试作业过程中,天然气放喷测试管线的尺寸没有统一的标准,不同尺寸和长度天然气放喷管线的求产极限不明确。为确定天然气放喷管线的合理求产极限,在考虑天然气放喷出口呈现的不同流动状态基础上,建立更为合理的天然气放喷管线水力计算方程,求取不同流量大小天然气在不同尺寸和长度放喷管线流动过程中的沿程压力损耗值和局部压力损耗值等参数,进而得到放喷管线起点压力;并与测试分离器最高许可工作压力进行比较,从而确定出不同长度和尺寸天然气放喷管线条件下分离器的最大可测试产量。在此基础上对放喷管线的强度进行校核计算,判断放喷管线的安全状态。现场应用表明,采用推荐方法计算放喷管线起点压力和现场作业实际结果非常稳合,最大误差小于5%,说明在考虑放喷出口流动状态下的放喷管线起点压力计算方法较可靠,可为现场放喷测试管线尺寸选择和最大求产极限提供具体的指导标准。

任意曲线坐标系Euler方程S2流面的计算方法

为提高S2流面计算方法对涡轮复杂几何的适应性和计算能力,详细推导了任意正交曲线坐标系下应用于流道中心S2流面计算的Euler方程,提出了任意曲线坐标系Euler方程S2流面的计算方法,发展了适用于三阶精度总变差减小的差分格式的数学模型,结合了隐格式时间推进、Riemann问题求解等技术。在应用于带弧形凸起的流道及某直叶栅气动参数计算,并对某三级低压涡轮进行性能预测的结果表明:所提方法对激波具有较高的捕捉精度,能够较准确地获得叶栅气动参数分布,且与实验结果吻合良好;对于多级涡轮总性能参数和气动参数分布均有较高的计算精度,是一种可为涡轮设计提供快速、可靠的计算方法。

160 km/h快捷货车隧道运行空气动力学特性数值分析

基于三维非定常可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,以4辆编组的新型快捷货运列车为研究对象,对快捷货车以160 km/h速度在200 m长的双线隧道运行全过程进行数值计算,结果表明:头车鼻端最高压力为明线运行时的122.67%;隧道壁面的最大正压出现在货车刚进入隧道时,约为366.32 Pa,最大负压出现在货车运行至隧道中部时,约为-329.65 Pa;货车穿越双线隧道时,以车体中心线所在的平面为对称面,车体两侧表面的压力分布不均衡,隧道侧壁近端的车体表面最大负压为远端的117.83%;货车以不同的速度运行时,头车鼻端、隧道壁面中点处最大压力与运行速度的平方成正比。

尾部非光滑表面对于不同车型的气动特性分析

将凹坑型非光滑表面布置在不同车型的尾部,研究其对气动阻力的影响。通过数值计算方法,得出不同车型的气动阻力值,并对比试验结果验证其可靠性。同时模拟出3种不同车型的尾部流场、压力等参数,并对比分析光滑模型与非光滑模型之间的参数差异,分析尾部非光滑车表减阻的机理。研究表明:尾部非光滑表面对于不同车型均有一定程度的减阻效果。

乙醇水溶液的表面张力模型和表面吸附量计算

采用较先进的微压差测量仪测定乙醇水溶液的表面张力 ,通过多元线性对数组合模型对表面张力进行线性回归拟合 ,进而计算出表面张力曲线和表面吸附量曲线 。

基于SAE模型非光滑表面对气动减阻的影响

以SAE汽车模型为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法研究非光滑表面布置位置对气动性能的影响。通过对SAE汽车模型的不同位置(侧部、底部、顶部、前部、尾部)布置凹坑型非光滑表面,计算SAE汽车模型的空气阻力系数,比较光滑表面与非光滑表面的流线、速度矢量以及压力,分析非光滑表面气动减阻机理和减阻效果差异的原因,根据分析结果得到了合理且能够减阻的汽车非光滑表面布置位置。

深厚软土地基上振动沉入钢护筒机理研究

利用三维有限差分法进行数值计算并结合现场实测资料,研究在深厚软土地基上振动沉入钢护筒过程对周围土层的挤压效应,分析挤压应力和超孔隙水压力随时间的发展变化过程以及对地表沉降的影响。数值计算给出不同的钢护筒沉入深度、离开钢护筒不同的径向距离以及沿不同的地层深度的孔隙水压力分布特征。此外,还将数值计算结果与现场实测资料进行了比较。研究表明,振动过程中孔隙水压力的发展过程可以分为三个阶段,即急剧增长阶段、缓慢增长阶段及平稳变化阶段;振动过程中孔隙水压力随着沉入深度的增加而向深处推进。

渐开线齿轮传动齿面滑动摩擦耗散功率研究

基于齿轮系统的功能传递原理和摩擦耗散机理,分析了齿轮传动过程中单齿和双齿啮合的特性,求解了齿面滑动速度和齿面法向正压力分配系数,建立了齿轮系统瞬时啮合耗散功率计算的数学模型,并以某NGW型行星齿轮减速器为例计算了组成系统的各对齿轮传动的瞬时摩擦耗散功率和传动效率。结果表明:单齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较小,双齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较大;齿面滑动摩擦耗散功率和啮合传动效率具有周期性和时变性,并且具有很大的突变性;外啮合齿轮副齿面摩擦耗散功率大于内啮合齿轮副;各行星轮和中心轮的啮合状态之间的相位关系对瞬时摩擦耗散功率和传动效率影响很大,对行星轮系传动的平稳性有一定影响。

基于曲面积分的辊式磨平均辊压计算

通过分析辊式磨的结构形式、技术条件以及液压系统,利用曲面积分建立磨辊的静态力学模型,提出一种较准确的辊压计算方法——平均曲面辊压计算方法,并通过实例计算得到结果。然后将计算结果与3种传统的相对辊压作对比,同时分析磨辊结构形式、物料最大粒度、料层厚度以及液压系统工作压力等设计参数对计算结果的全面性影响,验证该计算方法的正确性和准确性。

折线型坡面时土压力的近似计算

针对折线形坡面,通过经典库仑土压力理论,对挡土墙的土压力作出近似的计算。

多载荷AUV进水过程的LES/VOF数值模拟

多载荷AUV在分离运动时,通过进水以增加其负浮力,从而实现分离要求,故进水过程的研究与分析具有重要的应用价值。采用LES与VOF相结合的方法对多载荷AUV后平衡舱空腔的进水过程进行了数值模拟,考察了进水孔直径、进水孔位置以及航行深度等因素对进水过程的影响。结果表明:进水孔直径越大,进水速率越大,但气泡脱离孔口所需的时间越长;由于尾部收缩段的存在,在内外压强作用下,进水孔水平间距越小,进水速率越大,且到达气液两相平衡状态时空腔内进水体积越大;航行深度越大,承受的静水压力越大使得空腔到达气液两相平衡状态的时间越短。

一种新的地面气压插值方案在计算低于模式地形的观测相当量中的研究

中国地形复杂,致使特定分辨率的模式地形与实际地形常存在一定差别。如何在复杂地形条件下设计数值预报模式中合理的地面气象要素的计算方案,对我国地面观测资料在中尺度数值模式中的充分应用有着非常重要的意义。利用GRAPES模式变量计算低于模式面的实际台站高度上的气压方案,采用基于静力平衡的气压外推方法计算地面气压,并与实际观测的地面气压进行比较,两者基本吻合。又利用新的计算方案讨论了地面气压观测的质量控制问题,新的质量控制方案大大扩充了目前地面资料在同化中的使用率。