门型桥塔驰振气动干扰效应数值模拟

针对大跨径悬索桥施工期门型变截面桥塔的驰振问题,提出一种有限元与计算流体动力学CFD相结合分析变截面高耸结构驰振的实用数值方法。以东海某大跨径悬索桥北桥塔为例,运用该方法,考虑塔柱间的气动干扰效应,进行门型桥塔施工期典型工况的驰振性能分析。结果表明:纵桥向门型桥塔整体和其单根塔柱的驰振力系数均大于0,不存在驰振失稳的可能性;在横桥向,由于门型桥塔受塔柱间气动干扰效应的影响,其驰振性能与不考虑气动干扰时的不同,且倒角截面对门型桥塔驰振性能不利;矩形截面和倒角截面前柱的驰振力系数均大于0,后柱的驰振力系数均存在小于0的情况,且后柱驰振力系数的绝对值大于门型桥塔整体的驰振力系数绝对值;在进行门型桥塔施工期驰振分析时,当无横梁时,要重点研究后柱横桥向的驰振性能。     

独柱桥塔驰振特性及其改善措施的风洞试验研究

以在建斜拉桥倒角方形截面桥塔为工程背景,通过节段模型风洞静力试验研究了该截面形式桥塔在风场中的驰振特性。试验数据表明,桥塔在0°~5°风向角区间时存在驰振失稳的可能,采用45°直倒角对方形截面的驰振性能极为不利。随后在桥塔倒角处分别加设了圆弧形导流板和矩形垂直翼板,发现2种气动措施均可以有效提高倒角方形桥塔的驰振稳定性能。     

基于CFD的废水厌氧处理系统布水形式数值模拟

研究目的:为了探讨如何提高厌氧系统对污水处理的效果,以厌氧系统两种不同的布水形式为模型,利用CFD数值模拟技术进行数值模拟,分析不同布水形式与流速的关系以及对传质效果的影响。研究结论:(1)两种不同的进水形式对整个反应系统内部的反应效果影响差别较大;(2)在相同速度下,布水形式为穿孔管的反应器,可以有效地缓解体系内部异重流现象的干扰,更利于体系内部传质作用的发挥;(3)对两种不同速度状态模拟的结果显示,无论速度如何变化,对渐扩喇叭口来说,体系内部的湍动规律变化不大;(4)提高进水流速,对穿孔管来说,不仅增加了流体在进水口处的湍动程度,也提高了体系内部流体的整体扰动,这对污水处理效果的提高极为有利;(5)利用模拟技术,从速度和布水形式两个角度得出,布水形式设置为穿孔管利于无动力厌氧污水处理系统内部废水与微生物的混合,更利于提高水处理的效果;(6)该结论可为无动力厌氧反应器布水形式的设计提供参考依据。     

水中悬浮隧道合理截面数值模拟分析

为研究悬浮隧道的合理截面形式,采用大涡模拟法,按日本喷火湾海况条件分析了圆形、椭圆形、耳形、六边形和矩形5种截面悬浮隧道周向稳态压强分布、所受到的流体升力和阻力;以圆形断面为例模拟分析不同来流速度时悬浮隧道周围的水动力特性,以耳形断面为例分析不同迎流面宽度时悬浮隧道周围的水动力特性.模拟结果表明:耳形截面形式悬浮隧道周围压力大,稳定性好,所受升力和阻力较小,是最合理的截面形式;随来流速度的增加,悬浮隧道周围压力显著增加,升力和阻力急剧增加;迎流面宽度对悬浮隧道周围压力场分布影响很小,对结构升力和阻力影响明显.     

基于计算流体动力学(CFD)的大跨度桥梁风效应数值模拟

CFD(计算流体动力学)方法作为风洞试验的辅助手段,已越来越广泛地应用于桥梁断面选型及抗风设计分析中。采用CFD方法,对某轨道交通大跨度桥梁进行了二维流场数值模拟,得到流场的压力、速度和旋涡分布,还得到了不同高度主梁截面在-3°、0°、3°风攻角时的三分力系数,并对其随梁高的变化规律进行了分析。     

卧车包厢内流场CFD数值模拟及舒适度评价

采用CFD数值仿真技术分析某高速卧车包厢空调通风系统,选取卧车模型最有代表性的第1个包厢,模拟包厢内部的温度场和速度流场,选取包厢中部点、乘客头部、肩部、膝部和脚部点作为标准测点,分析其温度值和风速值。发现均符合标准规定,说明该车空调通风系统设计合理,满足人体舒适性要求。     

预裂爆破降振规律的数值模拟研究

利用LS-DYNA3D程序模拟爆炸应力波与预裂缝的相互作用,再现应力波通过预裂缝的传播过程,反映了缝中不同充填介质对应力波传播的影响,分析了缝前缝后应力波的衰减规律,得到了不同充填介质的降振规律.数值计算结果表明,具有一定宽度、没有充填介质的预裂缝具有明显的降振效果.     

崖门桥塔独塔横桥向的抖振响应分析

本文详细介绍了广东省崖门大桥独塔塔顶栈桥向的科振响应位移计算与分析；通过分析，得出了一些经验性的结论。     

高速列车湍流特性的数值模拟

为了研究不同的湍流模型对数值模拟结果精度和数值准确度的影响,采用了PRO-E和ICEMCFD进行模型的建立和网格的生成,使用FLUENT软件对高速列车外流场进行分析,在其他条件不变的情况下,湍流模型选用双方程k-ε模型和标准k-ω模型,通过对流场的受力和速度分布图的分析对比,可以看出RNGk-ε得出的数值结果与真实情况最接近,更加符合列车外流场气动的特性。     

地铁车辆风道系统CFD数值模拟优化与试验验证

文章以某地铁车辆风道系统为研究对象,利用数值计算的方法,使用CFD(计算流体动力学)专业软件Fluent Airpak 3.0,对风道建模研究、内部空气流动特性、均匀性设计和结构优化进行仿真分析,再采用空调机组与风道系统匹配试验验证的方式确认分析的准确性。研究表明,使用CFD数值模拟的方法分析地铁车辆风道系统,优化其风道气流组织形式是切实可行的。数值模拟的方法同时为缩短优化设计风道而开展的实验所需的时间提供支持。本研究结果为地铁空调风道系统的设计提供了参考依据。     

数值模拟脉动风场在斜拉桥抖振响应分析中的应用

考虑空间相关性,运用谐波合成法对三维脉动风场进行了基于MATLAB的程序化实现。将风场样本转化为抖振力后,考虑流固耦合引起的自激力,对大跨度桥梁进行了时域抖振响应非线性分析。结果表明,模拟风谱与目标谱吻合较好,将时域抖振响应结果与频域法及风洞试验结果进行对比,均方根吻合较好,说明了数值模拟脉动风场对大跨度桥梁时域抖振分析的有效性。     

隧道爆破振速小波包及数值模拟对比分析

以某浅埋隧道为背景,对隧道开挖的爆破效应进行了数值模拟,获得各测点峰值振速;并应用小波包理论对实测峰值振速进行分析,得到了峰值振速预报值.对比实测振速峰值,发现影响爆破振速模拟值准确性的关键是振动荷载的计算,且数值模拟值偏大.小波包分析是建立在对原始爆破信号分析基础上的,其预报值较为精确,是比较理想的方法.     

高速列车通过截面突变隧道时压力波的数值模拟研究

高速铁路隧道压力波是铁路高速化中日益突出的问题之一,而高速列车通过截面突变隧道时压力波特性目前研究较少。本文根据高速列车通过隧道过程中引起空气流动的特点,在对复杂空气流动现象进行合理简化的基础上,采用一维可压缩不等熵非定常流体流动模型和广义黎曼变量特征线法发展了截面突变隧道压力波的数值计算方法,并给出了相应的边界条件,随后与国外典型试验数据进行了比较,证明本方法的正确性。在此基础上本文分别对单车和会车通过截面突变隧道的压力波进行了数值分析,对揭示截面突变隧道内压力波特征及截面突变对隧道压力波的影响有一定的意义。     

斜坡软弱地基路堤工程特性的数值模拟

在斜坡软弱地基上修筑填方路堤容易出现滑塌失稳、侧向变形过大等重大工程事故.运用非线性有限元及剪切强度折减法,模拟路堤分步建造的施工力学行为,建立斜坡软弱地基在路堤自重荷载作用下的数值分析模型,从土体变形和稳定安全性2方面研究表层软弱层、地面横坡对路基结构工程特性的影响.结果表明:斜坡软弱地基不能被简单视为斜坡地基和软弱地基的等权重线性叠加;表层软弱层、地面横坡可加剧结构的侧向位移、竖向沉降,改变潜在滑移面的形态,导致路堤结构稳定性降低;实际工程中应高度重视下坡脚方向侧向位移和表层软弱层的处理;运用非线性有限元法结合剪切强度折减法,能同时进行斜坡软弱地基在路堤自重作用下变形与稳定性分析.     

群桩水平承载特性数值模拟研究

针对目前群桩基础水平承载特性研究落后于工程应用的现状,采用数值分析的方法研究了软土地基管桩群桩基础在水平荷载作用下的承载特性。计算结果表明:群桩承受水平荷载时,承台前土体压缩变形范围明显小于承台后受拉变形范围;随着桩间距的增加,群桩侧向影响范围逐渐减小,而深度影响范围和桩顶位置处弯矩逐渐增大;相同水平荷载作用下前桩最大弯矩值明显大于后桩,前排桩桩身剪力零点位置高于后桩;当桩距达到6~8倍桩径时,群桩效应明显降低。     

微型桩地震动力特性数值模拟研究

微型桩是一种新型边坡支挡结构,地震中耗散能量较多,在边坡工程抗震抢险中被优先使用。目前微型桩的研究主要为静力特性的研究,对其动力特性的研究较少。运用数值软件FLAC3d对平行布置微型桩和"人"字形布置微型桩的动力学特性进行分析研究。研究表明:两类微型桩在地震作用下弯矩呈现"S"形分布特点,剪力呈现"〉"形的分布特点;当地震波峰值加速度0.4g时,地震作用对两类微型桩的弯矩和剪力影响较小,当地震波峰值加速度≥0.4g时,地震作用对两类微型桩的弯矩和剪力影响较大;"人"字形微型桩同平行微型桩相比桩身弯矩较大、剪力较小,"人"字形微型桩的抗震承载能力更强,抗震效果更佳。     

重载货车摩擦缓冲器阻抗特性的数值模拟

为预测摩擦缓冲器的实际工作状态,从几何特征和作用原理的角度,建立详细的MT-2型缓冲器理论模型。首先,通过对缓冲器内部各摩擦元件的运动学和静力学分析,推导出缓冲器在准静态下的阻抗特性;其次,引入附加摩擦系数量化各摩擦元件之间动静态摩擦过渡时的黏滞补偿,并模拟出缓冲器在动态下的阻抗特性;最后,利用C80型货车冲击试验数据对该缓冲器的理论模型进行验证。验证结果表明:总体上,数值模拟和现场试验下的缓冲器示功曲线基本吻合,说明模型的正确性;局部上数值模拟中缓冲器从加载Ⅰ阶段过渡至加载Ⅱ阶段的突变现象在冲击试验中表现的并不明显,还有待进一步完善。     

侧风下列车气动力特性风洞试验的数值模拟

介绍了采用CFD模拟再现用于研究侧风场景典型风洞试验的工作进展。对非结构网格进行了RANS,对笛卡尔网格进行了LES,并研究了各种方法的适用性。     

基于Opensees的钢筋混凝土柱数值模拟

Opensees中提供了丰富的纤维材料本构模型,能够方便地对结构进行模拟分析。本文采用基于纤维模型的Opensees程序对钢筋混凝土柱在往复加载下的受力行为进行数值模拟,混凝土本构模型为Concrete02线性受拉软化模型,钢筋本构模型为Steel02单轴各向同性应变硬化模型,为了考虑钢筋的屈曲影响而对钢筋的屈服强度进行了折减,将模拟结果与试验结果进行比较,可以发现,基于Opensees的纤维单元模型对钢筋混凝土柱拟静力试验能够得到较理想的模拟结果,为Opensees程序用于钢筋混凝土柱的数值模拟提供一点参考。