盾构隧道壁后注浆中“定时浆”试验研究

我国盾构隧道广泛使用凝结时间较长的单液浆，但由于注入后不能及时凝结常常引发管片上浮、浆液流失等工程问题。针对这些问题提出“定时浆”的概念。通过在单液硬性浆中添加氯化铝溶液与水玻璃，基于浆液的胶结时间、流动度、28 d强度等指标研究了“定时浆”的配方。结果表明： 1）通过先加入氯化铝溶液再加入水玻璃的方法，可以实现浆液“定时”凝结； 2）在硬性浆中掺加0.50%~0.75%的氯化铝溶液、1.00%~1.25%的水玻璃，可以达到良好的定时效果； 3）通过简单的注浆设备改造可以形成“双液单注”的定时注浆工艺。     

船舶液力耦合器的人工神经网络的数学建模

从船舶动力装置动态建模与仿真的实际需求，引出了其主要部件之一的液力耦合器数学建模在稳／动态特性研究中的重要性，以及利用其试验曲线(输入特性形式)作为数据源去构建准稳态数学模型的困难之处：寻找一种通用的数学表达形式，以实现①液力耦合器在额定工况及其附近的试验曲线的内插与外廷；②过渡工况液力耦合器数学模型的设计(如液力耦合器接合和脱开过程其滑差从100％向额定滑差值方向的变化)。本文介绍了人工神经网络方法在液力耦合器动态建模中的应用。文章先介绍了其数学建模的思路和要点：①选择人工神经网络算法(包括传递函数)与结构(人工神经网络隐含层数目和神经元个数)；②提高人工神经网络泛化能力的措施；③利用专业知识扩充人工神经网络训练用的数据样本。然后叙述了其数学模型在某船舶动力装置稳态、动态特性计算机仿真研究中的某些有意义的结果：①正常航行(四机双桨)稳态工况时各车令下液力耦合器的滑差；②不同螺旋桨螺距下的液力耦合器接合过程的滑差变化；③怠速→前进五的急加速过程的滑差变化。     

强风区挡风墙高度和位置对接触网区域风速的影响

强风区挡风墙的修建能有效保障列车的正常安全行驶。而挡风墙高度和位置的变化直接影响到接触网区域的风速,因此是修建挡风墙时必须考虑的重要因素。采用高雷诺数κ-ε紊流模型,建立了列车分别位于1线和2线时的计算模型,应用计算流体动力学软件STAR-CD对接触网区域在强风区挡风墙作用下的风速和仰角进行了数值模拟计算,得出不同条件下接触网区域风速的分布数据。研究结果表明,挡风墙高度为3 m以上和距线路中心5 m时,是比较适合列车行走的位置。     

地下工程注浆技术研究新进展

注浆是土木、水利和矿山等工程建设中重要的防渗和加固技术。文章基于国内外注浆技术研究文献,总结了水泥等颗粒性浆液的“渗滤效应”及“黏度时空变异性”等理论研究成果,论述了非水反应高聚物、CW环氧树脂和微生物菌液等注浆新材料的应用现状及发展前景,介绍了细观力学数值模拟研究的突破性进展,可为地下工程注浆技术发展提供借鉴和启发作用。     

Definition of wind blowers for vehicles testing at chassis-dyno facilities using a CFD approach

The need to increase measurement accuracy of fuel consumption and pollutant emissions in vehicles is forcing the market to develop chassis-dyno test cells that reproduce on-road conditions realistically.Air-cooling is key to vehicle performance. It is therefore critical that the design of a test cell guarantees realistic cooling of all vehicle components, as important errors in fuel consumption and emissions measurements may otherwise arise. In a test-room, a blower placed in front of the vehicle supplies the cooling air. While there are some guidelines in the literature for the selection of fans required for emissions measurements for standard driving cycles, the information for designing the air supply system for specific tests in other areas is scarce.New Real Driving Emissions (RDE) legislation will force manufacturers to perform on-road measurements of pollutants. This represents a significant challenge due to the variability of conditions coming from non-controlled parameters. In order to optimize vehicles, different tests are performed in cells equipped with a chassis-dyno where the on-road flow field around the vehicle is reproduced as closely as possible.This work provides some guidelines for the definition of the airflow supply system of chassis-dyno facilities for vehicle optimization tests, based on a CFD analysis of the flow characteristics around the vehicle. By comparison with the solution obtained for a vehicle in real road driving conditions, the exit section of the blower and the distance between the blower exit and the car that best reproduce realistic on-road flow conditions in a test room are determined.     

柴油机尾气处理液及应用

柴油车排放法规的升级带来选择性催化还原(SCR)技术大量应用,作为SCR技术中必备消耗品,柴油机尾气处理液用于还原氮氧化物,从而实现尾气净化。文章详细阐述了SCR技术应用背景,以及柴油机尾气处理液在SCR系统中的净化反应机理;列举了柴油机尾气处理液主要产品标准规范,以及代表性的ISO22241规范主要技术指标;最后介绍了柴油机尾气处理液在国内外应用情况并提出在国内发展建议。     

考虑螺旋桨体积力的水下机器人水动力特性仿真

为在初步设计时预测ROV的水动力性能,使用CFD技术进行分析,以ROV模型为例,最大程度地保留ROV内部的构件,使模型更加接近真实状况。分别计算ROV在不同工况下的阻力、不同漂角下的横向力和转艏力矩以及添加体积力模型之后的螺旋桨流场状况,很好地模拟出ROV周围的流场,并与已有的试验数据进行对比。结果验证了CFD水动力仿真的可行性和准确性,并还可预测ROV在螺旋桨作用下的进速等,对ROV设计具有实际的参考价值和指导意义。     

潜航体激发类开尔文内波的垂向数值纹影实验研究

运用垂向数值纹影实验技术(NSS_V),研究了潜航体模型在线性分层流体中激发内波的形态特征,测量了类开尔文V形内波的张角、航行方向内波波长 λx与内弗罗德数(Fr=U/DN)之间的关系.实验表明:V型内波张角随着弗罗德数增大而减小,在Fr=1附近出现一个异常缓变平台;波峰线相关波长 λx与弗罗德数呈线性关系:λx=8.57Fr+1.74.对比实验表明潜航体的指挥塔对三维内波流场影响主要表现为其体积效应及角区的湍流尾迹效应.     

基于完全耦合算法的绕水翼流固耦合特性研究

基于完全耦合算法对绕二维NACA0009水翼流固耦合特性进行了数值模拟研究。采用Theodorsen模型和Munch模型对刚性和弹性水翼的水弹性响应进行了数值计算,分析了流体与结构的相互作用关系,研究了影响结构水弹性响应和流固耦合特性的因素。研究结果表明:考虑了流体黏性的Munch模型与基于势流理论的Theodorsen模型对气动弹性响应的数值计算结果基本一致,而Theodorsen模型由于没有考虑流体黏性在一定程度上低估了结构的水弹性响应。结构的惯性、阻尼和刚度力矩与流体的相应附加载荷均处于同一数量级,故流体与结构的相互作用不可忽略,尤其对于弹性水翼,流体的惯性、附加阻尼作用增大,流固耦合算法的数值稳定性对流固耦合特性的计算结果影响将更大。外部激励频率为非共振频率时,结构的刚度作用是影响水弹性响应的主要因素,外部激励频率为共振频率时,流体的附加阻尼和附加刚度作用减弱,除结构的刚度作用外,流体与结构的惯性作用对水弹性响应和流固耦合特性的影响也较大。     

流线型钢箱梁涡激振动机理与气动控制措施

以某主跨390 m的独塔流线型钢箱梁斜拉桥为工程依托，采用风洞试验与计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）相结合的方法对流线型钢箱梁涡激振动机理与气动控制措施进行研究。首先，采用几何缩尺比为1∶30的主梁节段模型进行主梁涡振性能与气动控制措施优化研究；其次，采用CFD方法对主梁涡振响应进行流固耦合计算，将Newmark-β算法嵌入ANSYS Fluent用户自定义函数（User Defined Functions，UDFs）实现主梁结构振动响应求解，同时结合动网格技术实现主梁断面流固耦合分析；并根据判断条件来检索箱梁壁面上的网格单元，以获得主梁断面振动过程中的表面压力，然后结合主梁结构振动响应、表面压力以及流场特征等对主梁涡激振动机理进行分析。结果表明：该桥主梁原设计方案存在涡激共振现象，将梁底检修车轨道内移120 cm可有效抑制主梁涡振响应；主梁涡激振动响应的数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好；检修车轨道内移120 cm后主要改变了箱梁下表面平均压力系数分布特性，且箱梁表面各测点脉动压力卓越频率不一致，有效减小了主梁涡激振动响应；流线型箱梁靠近迎风侧的“被动区域”对结构涡振响应贡献较小，背风侧“驱动区域”发生周期性旋涡脱落是影响流线型箱梁涡振的主要因素。