Numerical Simulation and Experimental Research on Hydrodynamic Performance of Propeller with Varying Shaft Depths

In order to study hydrodynamic performance of a propeller in the free surface, the numerical simulation and open-water experiments are carried out with varying shaft depths of propeller. The influences of shaft depths of a propeller on thrust and torque coefficient in calm water are mainly studied. Meanwhile, this paper also studies the propeller air-ingestion under special working conditions by experiment and theoretical calculation method, and compares the calculation results and experimental results. The results prove that the theoretical calculation model used in this paper can imitate the propeller air-ingestion successfully. The successful phenomenon simulation provides an essential theoretical basis to understand the physical essence of the propeller air-ingestion.

测深器和螺钉无透视辅助技术在使用交锁髓内钉治疗股骨干骨折患者中的应用

目的:探讨测深器和螺钉无透视辅助技术在使用交锁髓内钉治疗股骨干骨折中的应用.方法:选取2022年1月-2023年1月采用交锁髓内钉治疗股骨干骨折的60例患者为研究对象.根据辅助技术的不同,分为研究组和对照组,各30例.研究组采用测深器和螺钉无透视辅助技术,对照组采用透视下改良徒手锁钉技术.对比2组治疗效果、术中X线透视次数、手术时长、术中出血量、住院时间、术后深静脉血栓形成和骨折愈合情况.结果:研究组与对照组相比,手术时间更短,出血量及术中X线透视次数更少,差异有统计学意义(P<0.05).2组引流量、住院时间及骨折愈合时间比较,组间差异无统计学意义(P>0.05).2组优良率比较,差异无统计学意义(P<0.05).结论:测深器和螺钉无透视辅助技术应用于使用交锁髓内钉治疗股骨干骨折患者中,可以明显减少X线透视次数,缩短手术时长,减少患者出血量.

基于强度折减法的圆形顶管井基坑变形及稳定性分析

现行规范中有关圆形顶管井基坑的设计方法主要采用平面弹性支点法,考虑到三维空间下环形基坑支护结构的拱效应和周边土体的土拱效应,平面计算结果较实际偏于保守。为此,基于强度折减法,通过建立圆形顶管井基坑的二维、三维有限元计算模型,得到了基坑安全系数和变形量,并将计算结果与规范方法进行了比较分析。分析表明:在深径比h/r>0.9时,坑底土主要产生隆起变形;当深径比h/r小于0.9并逐渐减小后,坑底出现圆弧滑动面,土体破坏呈整体滑移模式;在三维模型下,围护结构的拱效应阻隔了坑边超载对圆弧滑动面分布的影响,周边土体的土拱效应减小了地表沉降量和围护结构变形量;基于强度折减法的基坑安全系数是规范方法中坑底抗隆起安全系数的2~3倍。

超埋深竖井破碎围岩稳定控制技术

目前我国金属矿山的最大开拓深度正逐步迈入1500~2000 m,深部“三高”软破围岩下竖井施工工艺合理调整与施工安全的综合评估是制约超埋深竖井安全高效施工的难点。以国内某超埋深破碎围岩竖井工程为研究对象,得出在开挖卸荷引起的围岩切向集中应力作用下,最小主应力方向井壁附近围岩的局部剥落和垮塌是竖井施工应重点关注的风险源。掘进段高由4 m调整为3 m时,掘进时最危险部位为井壁接茬下部1.5 m内,分布深度约1.1 m;掘进段高为2.5 m时,掘进工序时最危险部位为井壁接茬下部1.0 m内,分布深度约0.7 m,改善了掌子面侧壁围岩维护状况。超前小导管、超前钢管约束砼以及钢拱架+超前钢管约束砼等超前支护,仅起到超前防护、防止局部围岩大范围连续垮塌的作用,可增加施工期间安全性,但对围岩的超前支护和加固效果甚微。综合结合掌子面超前探水进行工作面预注浆工作,可减小小导管注浆频繁施工工序切换对施工组织和工期的影响的同时,解决超埋深竖井遇破碎围岩施工安全问题。

钱营孜煤矿二水平井底车场方案设计

通过系统分析钱营孜煤矿的水文地质、工程地质条件,确定矿井二水平F22断层以东块段采用新增副井和暗回风斜井延深方式,二水平车场采用卧式车场布置形式。车场运输能力满足矿井生产需求且简化了系统,节省了工程量,进而节省了建设投资,缩短了建设周期。钱营孜煤矿二水平车场的成功经验,为千米深井车场巷道及硐室设计提供了借鉴。

高家堡煤矿西区进风立井近千米富水岩层冻结技术研究

以高家堡煤矿西区进风立井的冻结法施工为背景,对井筒冻结技术方案、冻结质量保障措施开展了详细探讨。实践表明,将供液管由常规的Φ75 mm×6 mm增大到Φ85 mm×7 mm,可以有效保证冻结管末端的盐水温度,将冻结管盐水流量增大至20 m^(3)/h,保障了地下水大流速、高地温条件下近千米深立井的冻结效果。进风立井冻结工程于2019-12-18开机冻结,井筒于2020-12-27顺利掘砌到底,创造了岩层冻结深度990 m的新纪录。相关研究可为类似地层条件下的立井冻结工程提供参考。

旁孔透射波法与反射波法检测基桩的对比分析

为了解决桩基检测中长桩桩底与深部缺陷难以识别的问题,采用旁孔透射波法,建立桩-土系统简化理论模型,对旁孔透射波法提出了桩身缺陷及桩底深度的检测分析方法,并采用三维轴对称有限元模型,对比分析了旁孔透射波法与低应变反射波法检测的技术效果.结果表明,反射波法适用于非长桩的长度和深度不大的桩身缺陷检测,虽然指数放大有助于辨识长桩底端和较深处桩身缺陷的反射信号,但在实际应用中仍会存在一定的不确定性.旁孔透射波法受桩长和长径比的影响显著小于反射波法,在桩身缺陷位置及其程度和桩底深度的检测分析中更具优势.

考虑岩体中间主应力效应的竖井稳定性分析

采用统一强度理论对岩体中圆形竖井的稳定性进行了研究。导出了竖井稳定性的判据和极限深度的算式,利用所得的公式探讨了岩体的拉压强度差效应和中间主应力效应对竖井极限深度的影响。结果表明,当考虑岩体的拉压强度差效应和中间主应力效应时,竖井的极限深度将明显提高。

应用岩体经验强度准则确定圆形竖井极限深度

根据岩体的强度特性确定圆形竖井极限开挖深度是非常重要的。本文简单介绍了竖井围岩应力的计算方法 ,基于经验强度准则对岩体破坏的描述 。

城市地铁风井金属膨胀剂开挖和爆破开挖技术对比

结合青岛地铁2号线一期工程延安路站1号风井开挖工程,为了减小振动对城市地铁周边建筑物及市政建设管道等的影响,对金属膨胀剂破岩开挖、爆破开挖进行振动数据分析。现场实践结果表明,金属膨胀剂破岩施工较爆破施工容易控制振速,但金属膨胀剂破岩施工的材料成本约为爆破施工的3.4倍,在以后的施工中可以根据不同的环境和施工要求选择适宜的施工方法。

COREX竖炉布料规律的数学模型

通过建立布料过程的数学模型研究了COREX竖炉的布料规律,改进了空区料流轨迹模型使其可以考虑溜槽内料流厚度和宽度分布及炉料粒度的影响,并用多条线段联合描述料面形状.研究表明:炉料在溜槽末端出口处的料层厚度和炉料的粒度分布决定了炉料在空区的料流轨迹;炉料离开溜槽末端速度与溜槽倾角成反比关系,与溜槽转速成正比关系;炉料在炉喉的落点位置离炉喉中心距离与溜槽倾角、溜槽转速成正比关系.利用该模型可计算出不同布料模式和布置不同炉料时料堆长大过程和形成的料面形状.

基于ADINA的钢丝绳振动分析

采用ADINA软件,建立2种不同井筒深度的矿井摩擦式提升系统的二维模型,模拟提升系统运行中出现的卡罐非正常工况。根据后处理分析,得到卡罐工况下钢丝绳的振动曲线,对比得出井筒深度对钢丝绳振动规律的影响。研究分析可为摩擦式提升系统的安全运行提供一定的理论参考。

矿山立井井壁防破裂措施的进一步研究

近年来,随着井筒穿越的表土层厚度的不断增大,冻结法施工的立井井壁的破裂问题再次成为我国及世界许多国家煤炭行业所面临的一大难以解决的课题,因在导致井壁破裂的主要因素问题上存在分歧,故该问题一直未能得到很好的解决。为此,该篇文章首先较为详尽地分析了导致井壁破裂的主要因素,并在此基础之上,提出了一系列即符合理论又切合实际的防破措施。防破裂措施所采用的基本原理是降低危险点主应力值、改善危险点的应力状态。本文的研究结果对防治井壁破裂有较大的参考作用。

波浪状态下的螺旋桨水动力性能实验研究(英文)

为了分析波浪状态下的螺旋桨水动力性能,文章采用试验的方法对某型桨在某规则波条件下不同沉深时的水动力性能进行了系统的研究。主要研究了静水中不同沉深对螺旋桨推力系数、转矩系数以及效率的影响。对波浪中不同桨轴沉深下的螺旋桨定常与非定常特性也都进行了研究。对螺旋桨的吸气现象、飞车现象进行了详细讨论,同时对波浪中螺旋桨的非定常特性进行了分析。

我国深井快速建井综合技术

我国煤炭垣藏深度在1000—2000m的约占总储量的53．2％，深井建设的平均深度有加速增长的趋势。结合深井快速建井的几个代表性工程介绍钻井法和冻结法凿井技术在深井建设中的应用。探讨了深井建设中支护技术、通风降温技术、防治水技术、施工工艺与装备技术等问题。

深立井井壁结构设计中存在问题及解决对策

文章的主要目的是指出目前深立井井壁结构设计中存在的问题、该方面研究的现状,同时给出了解决的对策。文章明确了挡土墙平面地压公式和重液理论计算公式,在井壁结构设计中的存在问题,指出了表土沉降过程中立井次生地压的存在,井壁破裂的力学机理等内容,最后从改变井壁受力状态角度给出了井壁结构优化的对策。

高瓦斯千米深井安全高效绿色开采技术研究

为解决煤矿深部开采瓦斯含量大、瓦斯压力大、突出危险性高、煤层透气性低,以及开采极薄煤层作为保护层产生大量矸石和薄煤层无法有效回收利用等问题,针对十二矿复杂煤层动力灾害机理、煤与瓦斯协同安全高效开采以及采动环境低损害开采进行研究,实施薄煤层开采作为保护层,实现多煤层开采的区域消突和煤矿瓦斯的综合抽采利用。在此基础上,配套井下岩石分选工艺及回填开采工艺,在实现安全高效开采的同时,减少采动环境损害,解决大量矸石污染环境的问题。保护层开采治理的工作面在单产上,较低位巷冲孔治理工作面单产量提高30%;煤矸分选回填年减投增效和瓦斯发电及余热利用经济效益显著,实现千米深井安全高效绿色开采。

高强混凝土在立井井壁中的应用及展望

高强混凝土是一种品质优良的建筑材料 ,具有强度高、变形小、良好的抗渗性和抗冻性。将高强混凝土用于深厚表土层立井井筒工程中 ,能满足我国不断加深的钻井和冻结井筒建设的需要。高强混凝土复合井壁具有减小井壁厚度 ,防止井壁渗水 ,降低建井成本的优点。介绍了我国煤矿立井使用高强混凝土所取得的经验 ,提出了今后深厚表土层中高强混凝土复合井壁的结构形式 ,以便更好地推广和应用高强混凝土井壁 ,解决深厚表土层立井支护的难题。

基于活塞效应的隧道埋深对地铁车站通风换气性能的影响

针对单风井设置模式,以北京地铁某车站及其衔接区间为例,采用计算流体力学软件FLUENT15.0的动网格模拟计算方法,研究基于活塞效应的隧道埋深对地铁车站通风换气性能的影响。结果表明:当隧道埋深由15m增加到35m时,风井的排风量减少了28.3%,风井和地面出入通道的总进风量减少了26.6%;当隧道埋深不变、风井的横截面积由16m2增加到25m2时,风井的排风量由7 849m3增加到9 814m3,风井和地面出入通道的总进风量由4 527m3增加到4 921m3;随着隧道埋深的增加,适当增加风井的横截面积,可有效克服隧道埋深增加而使活塞风对地铁车站通风换气性能作用减弱的问题,以确保地铁车站空气的质量。

正交车铣细长轴的切削稳定性研究

为解决传统车削细长轴类工件时易出现振动、变形、加工质量不易控制等难题,应用正交车铣加工技术,由于其独特的切削运动,使其成为了细长轴等弱刚度工件切削加工的良好解决方案。建立了考虑刀具-刀柄-主轴结合面的电主轴以及不同装夹下的工件的有限元模型,并对其进行了频率响应分析。运用半功率点法对动力学参数拾取并进行计算,对不同装夹方式以及切削参数下的极限切削深度进行了分析。以车铣切削振动系统传递函数为基础,建立了正交车铣细长轴的切削深度计算模型。研究表明,正交车铣细长轴的极限切削深度随进给量的增大而减小,随铣刀半径的增大而增大,为实现细长轴类工件的车铣加工应用打下理论基础。