隧道横向式通风系统中的等量送风设计方法研究（英文）

目的:公路隧道在采用横向式通风系统时,送风道内的空气应通过送风孔均匀地输送至隧道内,以满足整个隧道范围内的新鲜空气补充和污染物稀释的需求。但是,目前的隧道通风设计规范并没有明确的等量送风设计方法,且业界关于该问题的研究也极为缺乏。考虑到多页对开式风阀在风量调整方面的便利性与实用性,本文旨在通过明确风阀风阻特性以及等量送风管道内外静压的分布规律,研究一种通过调整风阀开角来实现风孔风量控制的理论设计方法。创新点:1.结合量纲分析与数值模拟分析方法得出多页对开式风阀的风阻特性;2.通过对等量送风道内外部建立一元伯努利方程,得出等量送风管道内的静压分布规律;3.结合风阀风阻特性以及管道内外静压分布规律,得出一种基于压力平衡的风阀叶片开角理论调节方法,且该方法可以实现各风孔送风风量的理论控制。方法:1.利用量纲分析方法得出多页对开式风阀风阻特性的影响因素;2.利用二维和三维数值分析方法计算得出不同叶片开角和风速比值条件下的风阀阻力系数(表2和图6);3.通过理论分析,在送风道内部和风阀内外侧断面间建立一元伯努利方程,得到风道内的风速与静压分布规律,以及通过调节开角实现风量控制的理论设计方法;4.利用数值分析方法对研究得到的等量送风理论设计方法进行可行性验证(图9和10)。结论:1.影响多页对开式风阀风阻特性的2个因素分别是风阀的叶片开角和风道与风阀内的风速比值;2.结合等量送风管道内静压分布规律以及风阀风阻特性,可以通过调整叶片开角实现风阀送风风量的理论控制;3.数值验证结果表明,通过控制叶片开角来实现风阀出风风量的理论控制方法具备可行性且精度较高。     

水射流辅助沉桩教学模型实验装置及应用

针对水射流辅助沉桩的技术设想,设计教学模型实验装置,开展射流辅助沉桩的可行性研究。该实验装置主要由试验箱、导向架、模拟桩、桩头保护器、重锤等零部件组成,可以模拟不同地质条件下射流辅助沉桩。基于该教学模型实验装置进行不同射流压力及流量下沉桩效率测试和无射流辅助条件沉桩效率测试。结果表明:沉桩60 cm(从35~95 cm),当射流压力为0.57 MPa时,约113次锤击即可完成;当流量为30 L/min时,需要锤击数约为113次;而无射流沉桩时,需要锤击数为263次。表明水射流技术可用于辅助沉桩,且增大射流压力和流量,可显著提高沉桩效率。     

侧向风速对聚氨酯材料水平逆流火蔓延实验探究

针对建筑立面与环境风作用对聚氨酯保温材料的水平火蔓延行为进行探究.结果表明:风速对于高层建筑物上层的影响大于下层;熔融液滴落频率和质量随着风速的增加而增大,当风速越大时,火灾过程中会产生更加剧烈的熔融滴落现象,熔融滴的随机滴落会引燃未燃区域,形成多火源火灾,火蔓延速度大大加快;水平火蔓延过程中,下侧辐射热通量始终大于上...     

关于具有测边导坑和有限岩石覆盖层的隧道开口的离散分析（英文）

目的:针对新加坡的花岗岩地质结构,研究将典型马蹄形隧道挖掘成双拱隧道时岩石支撑的设计问题。利用离散元法分析侧边导坑对隧道主体开口的影响。创新点:1.基于平面应变假设,提出一个针对性的离散元模型以分析侧边导坑的设置对主体隧道支撑的影响;2.此模型适用于解决底下长跨度开口的支撑设计问题,如大众捷运系统隧道和紧贴式双孔隧道的建造,补充了传统经验主义的设计方法。方法:1.采用离散元法对马蹄形隧道开口支撑问题进行非连续分析;2.采用二维平面应变模型简化问题。结论:1.离散元法可用于分析有限岩石覆盖层的失效机制,单隧道支撑要求以及增加侧边导坑后的支撑要求;2.模型计算结果显示,侧边导坑的挖掘使得支柱总的螺栓连接作用力增加了一倍。     

模拟研究气液两相在带缩径管的90°弯管内的流动(英文)

目的:90°弯管广泛应用于工业中的流体输送,但是流体在经过弯头时会由于离心力的作用而导致弯头下游管道内出现流体分布不均的现象,从而影响后续的生产过程。本文将实验和计算流体力学(CFD)模拟的方法结合研究缩径管对经过弯头后的流体整流作用并分析原因,以期为缩径管在工业中的应用提供一定的参考。创新点:1.提出在弯头后的管路中增加缩径管来调整流体的方法;2.在冷模实验数据验证模拟结果的正确性的基础上,根据CFD模拟得到的管道内的压力、流体速度、相分布及湍动能分布详细分析了缩径管能起整流作用的原因。方法:1.通过冷模实验所得的压力数据与模拟值进行对比,证明模拟所采用模型的正确性;2.通过对不同流体入口条件模拟结果的比较,找到缩径管的作用规律;3.通过CFD模拟得到管道内的压力、流体速度、相分布及湍动能,分析缩径管的整流原理。结论:1.模拟所采用的模型可较好地反映管道内的流体流动情况;2.缩径管能起到很好的整流效果;3.缩径管可使流体加速,促进流体的快速混合,因此能够使不稳定的流体快速达到稳定状态。     

台风“米雷”近地层风特性实测研究（英文）

目的:对台风"米雷"作用下上海浦东近海岸边近地风特性进行全场监测记录,获得10 m、20 m、30 m和40 m高度处的风速实测数据,以研究台风过程中的平均风速风向、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱等近地风特性。创新点:1.利用浦东实测基地的测风塔,获得10 m、20 m、30 m和40 m高度处台风"米雷"的风速实测数据。2.对台风"米雷"作用下的近地风特性进行分析,并对不同风特性参数之间的相互关系进行研究。方法:1.在浦东实测基地建立40 m高的测风塔,利用现场实测的方法,研究台风"米雷"作用下的近地层风场特性;2.利用经验公式拟合的方法,将现场实测结果与经验公式所得结果进行比较,并分析它们之间的差异。结论:1.各向湍流积分尺度均呈现随平均风速的增大而增大的趋势,在10 m、20 m和40 m高度处各向湍流积分尺度的均值之比分别为1?0.69?0.08、1?0.61?0.09和1?0.65?0.13;2.当平均时距大于10 min时,u和v方向的湍流积分尺度随平均时距的增大而增大,但w方向的湍流积分尺度基本不随平均时距的改变而改变;3.台风初期惯性子区各湍流分量功率谱的分布斜率小于-5/3,随后逐渐满足Kolmogorov 5/3率,纵向脉动风速功率谱与von Karman经验谱吻合较好,而横向和竖向脉动风速功率谱与von Karman经验谱在高频段有所偏差。     

排烟口的设置对宿舍走道能见度的影响

本文针对宿舍建筑的火灾特点和原因,以某大学宿舍楼为研究对象,采用流体动力学软件FDS进场模拟,设置了三个火灾场景,来研究在宿舍走道两端不设置自然排烟口、设置排烟口及设置不同开口高度的自然排烟口情况下,宿舍发生火灾时走道能见度的变化规律。结果表明：走道两端未设置自然排烟口时,能见度变化不大;走道两端设置自然排烟口时,能够有效地降低烟气浓度,增加能见度,有利于安全疏散;走道两端自然排烟口设置位置靠上有利于排烟,但是对能见度的影响不是很大。     

关于连通器实验的改进

人教版九年义务教育三年制初中物理第一册第十章第四节中 ,课文的连通器原理演示实验是用两个玻璃管 (两端开口 )和一根橡胶管连接起来组成连通器 .在演示这个实验时 ,图 1事先用夹子夹住橡胶管 .打开夹子管时 ,如果两管中液面不相平 ,液体将发生流动 ,最终达到相平 ,如图 1所示 .然后用液体的压强公式证明了连通器的原理就是要在底部产生相等的压强 .所以两液面必须保持相平 .这种方法学生虽然也能理解 ,但不能直观形象地把这一原理表象出来 .如将这个实验稍加改进 ,那么 ,实验的效果将会更加明显 .一、实验所需材料及仪器1 .一端开口、一端封闭且在封闭端侧面有两个相对称的管道的玻璃容器两只 .2 .普通气球两只 .3.橡胶管一根 ,夹子一个 .4.微型压强计两套 .二、改进方法用剪刀剪去气球的一部分 ,将开口小的一端套在玻璃管道上 ,将开口大的一端套在微型压强计的金属盒上 ,用同样的方法也套好另一个气球 ,并用橡胶管把两玻璃容器的侧管连接起来组成连通器 ,如图 2所示 .在未倒入液体前 ,用夹子夹住橡胶管 ,然后分别在两玻璃容器中倒入同种液体 .如果两容器的液面不相平 ,则两金属盒上扎的橡皮膜受到的压强必然不相...     

纵向通风下地铁疏散走道内烟气运动特性

以福州地铁四号线的一个地铁隧道区间为研究对象,利用FLUENT构建车头电气火灾的数值模型。重点分析了在阻塞比为0.38与0.55条件下火灾烟气的运动特征及对疏散人员的影响。模拟结果表明:在火源上游位置,在未开启通风和开启通风的条件下,高温烟气聚集在隧道顶部,随高度下降,烟气温度降低,建议设置离轨面高度较低的疏散走道以提供更大的安全空间。同时,在未开启通风,且火源释热率及火灾发展时间相同的情况下,高阻塞比隧道内的初始温度较高;开启纵向通风后,对流换热增强,降温快,高温烟气在火源上游沿隧道长度方向、高度方向的运动都能得到有效的控制,有利于人员疏散。最后,给出了纵向通风条件下的疏散方案及建议。     

隧道火灾控制技术的探讨

隧道的快速发展迫使火灾控制的研究迫在眉睫．本文从火灾的两种消防技术着手,综述了近年的研究成果,包括PPV的机理、CFD仿真、倾斜隧道火灾的烟雾温度分布特性,以及各种消防水系统特性的对比,并在总结这些技术的同时针对上海隧道的特点提出了个人的观点和建议．     

高速冲击作用下压力管道力学行为的数值研究（英文）

目的:压力管道是海洋石油化工等领域的常用构件,但经常受到泄漏、爆炸和冲击等事件的威胁。本文旨在探讨压力管道在高速冲击作用下的力学响应及失效机理。创新点:1.开发考虑金属大变形和高应变率的非线性模型,通过基于表面的流体腔模型来模拟管道气体和管道的耦合作用,简化计算模型,提高计算效率;2.通过非线性有限元模型,对管道高速冲击响应的影响因素进行研究分析。方法:1.采用Johnson-Cook模型模拟金属的大应变及大应变率;2.采用基于表面的流体腔模拟管道与内部气体的耦合作用;3.与实验结果对比验证模型的准确性;4.分析影响管道抗冲击性能的参数。结论:1.管道壁厚显著影响管道的抗冲击性能;2.在相同冲量下,冲击头与管道的接触面积越小,管道越容易被穿透;3.在管道受到冲击时,管道内压越大,管道抗穿透能力越小;4.在管道未被破坏时,管道内压能够增加管道的弹性,减小管道受冲击后的凹陷深度。     

不同管道开口率对丙烷-空气预混火焰传播中气体流动速度和温度的影响

对不同开口率下的管道内丙烷-空气预混火焰传播中的气体流动速度和温度进行了数值模拟研究。结果表明:管道开口率越大,管道内气体流动速度增加,火焰传播速度也增加;而且开口处温度突然上升的时间节点越靠前,即火焰传到出口所需时间越短。     

近距离双线盾构隧道连锁破坏机理数值研究（英文）

目的:针对国内外发生的多起因一条盾构隧道破坏导致邻近隧道受损甚至坍塌的事故,探讨不同工况下破坏隧道对邻近隧道结构的影响,研究两隧道连锁破坏机理,为实际工程中提高隧道抗连锁破坏能力提供设计参考。创新点:1.利用耦合的欧拉拉格朗日法成功模拟了隧道破坏时土体的变形过程;2.定义了能在一定程度上定量描述隧道接头安全程度的指标。方法:1.通过数值模拟,研究在不同双隧道位置关系中不同隧道的破坏位置与破坏模式下,受影响隧道接头进入不安全状态的顺序(图8～10)与程度(图12～14);2.通过统计分析,研究不同双隧道位置关系下受影响隧道接头进入不安全状态的平均概率和最小安全系数,并分析不同双隧道位置关系下破坏隧道剪切带的发展规律。结论:1.受影响隧道接头进入不安全状态的顺序在很大程度上取决于两隧道的相对位置关系,与破坏隧道的破坏位置与破坏模式关系较小;2.对于重叠与斜叠隧道,上线隧道发生破坏对下线隧道的影响小于下线隧道破坏对上线隧道的影响;3.当两隧道斜叠排布且下线隧道发生破坏时,因为上线的受影响隧道部分处于破坏隧道的剪切带上,土体变形梯度较大,所以受影响隧道较为危险。     

CFD模拟下基于风适宜度的沿海岙型地形选址分析——以东亚为例（英文）

目的:风环境直接影响居住建筑室内外自然通风、舒适度以及污染物扩散情况。本文以居住建筑选址分析为目的,建立一系列针对东亚沿海岙型地形的风环境评价方法,分析影响风环境特点的主要因素,提出风适宜度评价模型,探讨风环境与主要地形因子之间的相关性。创新点:1.建立东亚沿海典型岙型地形的分类数据库;2.提出基于选址分析的风适宜度模型;3.建立风适宜度与地形因子之间的回归模型。方法:1.通过CFD模拟的方法,计算典型工况下20种岙型地形的风场(图5);2.通过理论分析和数理耦合的方法,构建风适宜度模型(公式(4));3.通过Logistic回归方法,分析风适宜度与地形因子的相关性。结论:1.风适宜度直接受地形特征影响,开口面向来风向的岙型地形中风适宜度平均值最高,选址过程中应避开开口背向来风向的岙型地形;2.通过多元回归分析得出风适宜度和地形因子的相关性显著,其中海拔是决定风适宜度的主要地形因子。     

沉管隧道碎石垫层力学行为与变形特性试验研究（英文）

目的:目前国内外尚无采用二片石+碎石作为沉管隧道先铺法垫层的先例,且二片石+碎石组合垫层的力学变形特性尚不明确。本文旨在通过室内物理力学模型试验,定量分析二片石及碎石垫层铺设厚度、级配、落管预压荷载量等因素的影响,提出碎石垫层构造方案以及相应的变形模量和承载力等力学指标,以合理确定垫层厚度及可行的施工工艺、准确评估地基刚度偏差、降低淤泥对碎石垫层承载性能的影响以及保证沉管结构的受力安全。创新点:1.提出二片石+碎石组合垫层的力学变形特性;2.提出落管预压荷载的作用以及对垫层性质的影响。方法:1.分别开展二片石和碎石的室内物理力学模型试验,研究二片石与碎石接触面的平整度、颗粒级配、落管预压荷载以及垫层厚度对垫层的物理力学性质的影响,并在此基础上开展二片石+碎石组合垫层的室内模型试验;2.提出碎石垫层构造方案以及相应的变形模量和承载力等力学指标,以提高沉管结构的受力安全。结论:1.在设计荷载作用下,二片石垫层的荷载-位移曲线呈现越压越密的非线性受力特点,而碎石垫层和碎石+二片石垫层的荷载-位移曲线呈现两阶段线性变化;2.二片石垫层顶部的平整密实度对其沉降和压缩模量有很大的影响,因此在施工时需保证二片石垫层顶部的平整密实度;3.级配和厚度对垫层的压缩性影响不明显,而落管预压荷载对提高垫层初始刚度以及降低初期沉降和总体沉降有明显作用;4.对于预压荷载为30k Pa的0.7m二片石+1.0m碎石组合垫层,压缩模量的取值在0～30 kPa段为48.89 MPa,在30～110 kPa段为10.47 MPa。     

基于现场实测的某大跨度悬索桥桥址区风场特性

为了对大桥抗风评估提供可靠依据,结合东海某大跨度悬索桥的健康监测系统,同步实测了桥面及桥塔处的风速,采用统计及频谱分析方法对桥面平均风速和风向、风速随高度变化、风速的脉动特性、相关性以及桥面风场的绕流特性等进行了分析.结果表明:加劲梁纵向不同位置处平均风速大小接近,但平均风向差别较大;无量纲幂指数随风速增大呈明显减小的...     

浅谈风能的利用

1　风和风能风是最常见的自然现象之一。由于地球不停地自转和公转 ,当太阳照射地球的这一面时 ,另一面因向宇宙空间不停的热辐射而冷却 ;或由于照射角度的不同 ;或由于地面物质的比热容不同等因素 ,导致太阳的热辐射不均匀 ,造成地球表面周围大气层中温度和压力的差别 ,引起空气流动而形成风。例如图 1、图 2所示。　　空气的运动形成风 ,其风能可用下式表达 :Ｅ =12 ｍｖ2 =12Ｓｖρｖ2 =ρ2 Ｓｖ3。 ( 1)式中Ｓ表示面积 ,ρ指空气密度。可见 ,风能与空气密度、面积、风速的立方成正比。尤其风速增大一倍 ,风能就增多 8倍 !风速ｖ是影响风…     

不含分形维数的细颗粒泥沙沉速计算方法研究（英文）

目的:推导一种高精度、使用简单且不含有分形维数的细颗粒泥沙沉速计算方法,以应用于原位观测和实现不同计算结果间的相互比较。创新点:1.推导出了不含有分形维数的泥沙絮团沉速公式;2.将LISST等高精度仪器应用于泥沙絮团密度计算中。方法:1.通过理论推导,得到不含分形维数的粘性细颗粒泥沙沉速公式;2.通过试验对该公式的精度进行研究,并在此基础上研究不同密度计算方法对该公式精度的影响;3.研究不同沉速状态下,泥沙絮团的沉降规律。结论:1.通过对比实测沉速与计算沉速的结果可以看出,本文提出的絮团沉速公式在计算泥沙絮团的沉速时精度较高;2.通过比较两种不同密度计算方法的结果可以看出,变密度方法具有更高的精度;3.通过拟合结果可以看出,公式(15)中的参数η与泥沙所处的沉降区间有关,参数γ与泥沙自身的性质有关。     

水域环境下长大隧道地震响应及减震控制研究进展

由于沿海、江经济区交通的需要,水下隧道以其独特优势在国内外多个跨海、江交通工程中得到应用,因此抗震研究就显得至关重要。当前水域长大隧道主要包括沉管隧道和盾构隧道。基于两种不同的水域隧道,在分析国内外水域长大隧道抗震研究现状的基础上,阐述目前水域环境下长大隧道的分析计算方法及地震响应分析、影响水域环境下长大隧道地震反应的因素和水域环境下长大隧道的减震理论新进展。最后,根据不同水域环境的实际情况和多种研究分析方法,对水域长大隧道的抗震分析提出了一些结论和建议,旨为类似工程的抗震设计提供参考。     

测量大气压的三种实验方法

1 托里拆利实验法 器材: 长约1m一端开口的玻璃管,水银槽,水银,刻度尺 步骤: (1)将开口向上的玻璃管内装满水银; (2)用手指堵住管口,将其倒立在装有适量水银的水银槽内; (3)用刻度尺测量出管内外水银面的高度差H.