深部探测技术与实验研究专项第七项目（SinoProbe-07）岩石圈三维结构与动力学数值模拟

地球是人类居住的唯一场所,通过深部探测了解地下的物质、结构和动力学过程,不仅是人类探求自然奥秘的必然过程,更是人类汲取资源、保障自身安全的基本需要。2008年,我国启动了“深部探测技术与实验研究”专项（英文简写SinoProbe）,标志着我国地球科学的深部探测计划拉开帷幕。“深部探测技术与实验研究”专项设9个项目,其中第7项目（SinoProbe-07）“岩石圈三维结构与动力学数值模拟”的主要任务是建立覆盖中国大陆不同构造单元主要岩石类型物性参数数据库,构建包含三维计算模拟需要的网格库、三维有限单元法计算程序库及可视化工具的计算平台,对典型问题进行实例计算。     

基于三维模型的反应堆结构关键间隙数值模拟

反应堆堆内构件关键间隙优化设计是反应堆结构设计中的重要一环,合理的设计能够有效保证反应堆的顺利安装以及稳定运行。本文以模块式小型堆三维模型为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,利用ANSYS17.2对反应堆结构中三种典型间隙进行数值模拟及分析。     

三维数值模拟研究W波段折叠波导慢波结构

折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波行波管慢波线结构,文章利用三维粒子模拟软件对某-W波段折叠波导慢波结构进行了模拟分析。对该行波管的色散特性、耦合阻抗模拟结果表明色散平坦、耦合阻抗高。非性注波互作用模拟结果表明,该管在工作频带内的连续波输出功率达到263．1W、增益为24dB。     

V波段三维数值模拟研究介质加载梯形慢波结构

文章研究了介质加载梯形慢波结构V波段的热腔特性。在耦合槽和间隙处进行介质加载,降低主模的相速和改善色散特性。利用CST仿真该慢波结构,获得色散曲线以及耦合阻抗。在此基础上,利用CST粒子工作室对其注波互作用特性进行模拟研究。研究表明:V波段介质加载梯形线毫米波行波管对微波信号能够有效放大,频谱纯净。     

强化传热管特性三维数值模拟研究

横纹管、缩放管(包括急缩渐扩缩放管、急扩渐缩缩放管)是典型的强化传热管,本文利用Fluent软件,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程分析研究了横纹管、急缩渐扩缩放管、急扩渐缩缩放管的流动努赛尔数Nu、阻力系数f及综合性能参数μ,并分别选取了雷诺数分别为20000、40000、60000时的Nu,f和μ进行了对比,分析了它们随雷诺数的变化情况。结果发现三种管的综合性能依次为横纹管、急缩渐扩缩放管、急扩渐缩缩放管。     

水下爆炸三维数值模拟技术探讨

阐述了水下爆炸三维数值模拟存在的问题,总结了解决该问题的一系列有效途径。     

三维湍流数值模拟与其FLUENT流场的分析

以三维湍流为研究对象,运用数值模拟及数学分析方法,对流场进行深入分析.利用Navier-Stokes方程和Realizable k-ε方程,以FLUENT为平台,对具体流态进行计算和研究,得到湍流速度、压力等的分布云图,为喷头设计及其结构优化与使用提供理论支持.     

汽车排气消音器的三维数值模拟研究

使用FLUENT软件对某轿车排气消音器进行了三维建模,并对其流场进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明:消音器的第三腔的贯通管出口处气体流速达到最高值,这有可能会产生喷气噪声;由于此消音器是三腔串连,因此各腔表现出来的压力递减主要是由局部损失造成的;消音器入口端的温度最高,之后随着气体向出口端流动,温度逐渐降低,气流主要通过壁面进行热交换和热辐射从而散热。     

接地网瞬变电磁法三维数值模拟

接地网是电力系统中不可或缺的重要组成部分。但是,接地网腐蚀问题会给电力系统和人身安全带来巨大隐患。本文将瞬变电磁法应用于接地网缺陷诊断中,以时间域有限差分方法为基础,首先对算法进行验证分析,误差控制在1%范围内。在接地网完整和含有断点两种情况下进行瞬变电磁法正演模拟。当接地网完好无故障时,能清晰模拟出接地网在地下空间所在的位置。当接地网出现断点缺陷时,磁场等值线出现畸形变化,变化的位置正好与接地网断点的位置吻合。研究结果为电力系统中接地网腐蚀检测提供了理论参考依据。     

弯道水流特性三维数值模拟分析研究

弯道水流运动情况复杂,其水流运动状态直接影响弯道段的水流特性和运营稳定。本文借助MIKE计算软件,建立三维数模来研究弯道水流的分布特征,并分析了不同流量对水流特性分布的影响,研究结果显示:进口流量对横断面流速差影响最大的为b断面处(15°处),其次是c断面处(45°处),而在弯道的后半段,各层流速值随流量增加的变化程度显著降低。因此,在进行弯道防护设置时,应重点考虑这两个断面。     

三维预成型体渗透率的数值模拟

渗透率是树脂传递模塑工艺(RTM)充模过程模拟的一个重要参数,研究它有着重大的意义.由于在RTM工艺中树脂的流动宏观上表现为达西定律,微观上表现为Stokes方程,故可以通过数值模拟的方法求解流固耦合体中的粘性流体的Stokes方程,获得流体的速度场和压力场,回代入达西定律以求得多孔介质的渗透率.文章将采用上述方法研究三维情况下的预成型体的渗透率,即通过有限元法求解三维的Navier-Stokes方程,得出其速度场和压力场,进而求出渗透率张量.     

某地铁车站主体结构三维数值计算

1、工程概况某地铁车站为中间站,地形较为平坦,现地面高程约在6.72～7.60m,地貌类型属于长江低漫滩。车站标准段宽20m,底板埋深13.66m。车站主体结构为地下双层多跨整体式现浇钢筋混凝土框架结构,采用明挖顺筑法施工。     

基于结构嵌套网格的流场数值模拟

文章基于结构嵌套网格对旋翼、机身进行流场数值模拟研究.流场区域被分为多个相互嵌套的子区域,即背景网格和部件网格,各重叠区域通过插值传递流场信息.流动控制方程采用非定常Euler方程,空间离散采用Jameson有限体积法,时间推进采用双时间步长法.通过对旋翼、机身进行数值模拟,将计算结果与试验结果对比,吻合较好,表明本文...     

桥墩船撞动力响应过程三维数值模拟分析

随着航运工程的逐渐发展,船舶运输量和单船吨位逐年提升,对桥墩安全影响逐年提升。本文以江苏省某跨江特大桥为实例工程,借助LS-DYNA有限元计算软件建立三维动态模型,选择最不利船型为3000吨级船舶,研究在不同材料、不同撞击工况下桥墩受到冲击力的动力响应过程,并重点分析撞击力响应过程,得出了峰值撞击力经验计算公式以及峰值撞击力出现时间经验计算公式。最后,分析了在各种桥墩材料下,桥墩位移响应过程以及桥墩损伤破坏类型。     

基于FLUENT的离心泵叶轮三维流场数值模拟分析

离心泵叶轮的三维数值模拟分析,首先要对整个离心泵的过流部分进行三维造型,通过Cimatron E将离心泵的叶轮和蜗壳进行装配,以STP格式保存后导入到GAMBIT进行网格划分。最后运用FLUENT软件进行模拟分析。     

内置格栅的旋流分离器三维流场的数值模拟

采用RNG湍流模型，对内置格栅的旋流分离器内三维流畅进行了数值模拟，得到了其内部压力，速度，湍流动能、湍流强度等参数的分布规律，计算结果对分析旋流分离器固液分离机理以及改进分离器的设计具有一定的指导意义。     

开合结构风压计算的数值模拟研究

介绍了一开合结构的风洞试验;利用计算流体动力学分析软件FLUENT 6对其风压系数分布进行了数值模拟,得到了该类开合屋盖表面的风压分布特性;将数值计算结果与风洞试验结果进行了比较。结果表明两者在风压分布的规律上基本保持一致,只是在局部区域风压系数上有差异,证明了数值模拟技术可用于实际结构平均风荷载的分析研究。     

水力旋流器内清水流场空气柱的三维数值模拟

本文依据计算流体动力学(CFD)的计算方法,利用Fluent软件对带有空气柱的固-液分离用水力旋流器内清水流场进行了三维数值模拟研究。文章中首次采用mixture模型对空气柱进行模拟,模拟所得的流场与实测结果作对比,证明效果良好。本文的工作对进一步研究旋流器固-液分离现象提供了一定的基础和参考。     

砌体结构倒塌全过程的颗粒流数值模拟

为研究砌体结构在地震作用下的倒塌机理,本文通过PFC2D(Particle Flow Code, PFC)颗粒流软件建立一个三层两跨砌体模型,输入地面震动波,模拟砌体结构在地震作用下的倒塌。结果表明：通过设置合理的模型参数,使用PFC2D软件可以较好地模拟砌体倒塌的全过程。通过对模型的裂纹分布、应力应变及位移等进行分析,较好地反映出砌体结构在地震作用下构件开裂、失效、局部倒塌到整体倒塌的全过程。可以定性了解砌体结构在强震作用下的薄弱部位：边缘墙破坏更严重,底层墙体比上层严重,砌体房屋门窗洞口四角处更易发生破坏。PFC2D颗粒流软件有计算速度快和易实现大规模计算的优点,应用范围广泛。使用该软件并将其应用于建筑物的动态灾变过程研究,能够找出结构的易损部位,方便设计人员采取针对性措施来提高其抗震性能,也能为多层砌体结构建筑的抗震加固提供依据。