基于SPH方法的水下爆炸初始爆轰过程研究

炸药的水下爆炸具有极大的变形和高度的非均匀特性,基于网格的数值模拟方法研究这类问题时遇到诸多困难,将最近发展起来的无网格的光滑粒子流体动力学(SPH)应用到炸药的水下爆炸初始爆轰过程的研究。从模拟结果可知,应用SPH方法能较好地预测出爆轰波的大小和形状以及在爆轰过程中的压力分布。SPH方法非常适宜处理炸药的水下爆炸极短瞬时所具有的大变形和高度的非均匀动力学的极端情形,这对进一步模拟水下爆炸过程提供了一种新的研究方法。     

高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。     

基于XFEM的混凝土开裂数值模拟研究

扩展有限元法(XFEM)是近年来发展起来的分析不连续问题(特别是断裂问题)的一种有效方法。介绍了扩展有限元法的基本原理,给出了采用扩展有限元法进行混凝土开裂、裂纹扩展分析的方法,最后采用扩展有限元法模拟了含初始裂纹的混凝土试件和重力坝的开裂扩展过程,分析了其位移、应力场分布规律。算例表明扩展有限元法在进行断裂分析时克服了常规有限元法的缺点,避免了常规有限元法在分析断裂问题时繁琐的前处理过程,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,展示了扩展有限元法在裂纹扩展分析中的独特优势。     

T型管节点应力集中系数的数值分析

用有限元方法分析了承受轴向拉力作用时T型管节点在热点应力区的应力分布,以及最大应力集中系数,通过计算发现,最大应力集中系数出现在鞍点处。在此基础上,通过对不同几何参数的T节点进行模型分析,得出T型节点的几何参数对应力集中系数的影响规律。     

交通工程CAE软件系统的设计与实现方法

在分析交通工程软件系统现状的基础上, 给出了基于GIS (地理信息系统) 平台的交通工程CAE (计算机辅助工程) 软件系统的设计方案, 对系统设计中的关键技术进行了分析, 采用数值逼近理论分析交通数据, 并以智能化图形方式显示结果。实例中通过对交通特性中行车速度的分析与处理, 证明了该系统整体方案及交通数据组织与拟合算法的可行性。     

一种高容积阻力比水下热滑翔机壳体外形设计

海洋温跃层的温差小,可利用的温差能的能量品质低,水下热滑翔机的热机效率较低,因此需要寻找最低阻力特性的热滑翔机壳体外形。利用水动力数值计算方法,分析了水下热滑翔机4种壳体外形的阻力成因和各自的优缺点,并采用2种不同的求解器对4种壳体外形阻力进行数值计算,不同求解器的计算结果最大偏差小于5%。提出了一个"容积阻力比"的无量纲系数,以此作为评判水下热滑翔机壳体外形综合性能的指标;将纺锤体外形与椭球体首尾外形的优点相结合,提出了水下热滑翔机的新型壳体外形。相比先前讨论的4种壳体外形,该外形具有最大的容积阻力比系数,表明该外形设计在水下热滑翔机的低阻特性与装载能力2种性能之间取得了较好的平衡和兼容。     

三维数值模拟在斗湖堤水道护岸工程设计中的应用

在对斗湖堤水道河床演变特性进行深入分析的基础上,建立了三维水流数学模型,根据整治目标和治理思路,对该河段整治方案的效果进行了三维局部定床研究,主要是对工程局部水流流速流态进行计算,并对各流量级下水流强度及切应力的平面分布进行分析研究,给出了工程守护范围内冲刷强度的变化情况,研究成果为护岸工程设计及优化提供参考依据。     

某黄土滑坡破坏机理数值研究

为了研究某黄土滑坡破坏的作用机理,运用有限元软件建立了三维有限元数值模型,分析了滑体和滑床之间的相互作用,研究了滑坡体破坏与加载变化影响因素的关系,并总结了在这些复杂因素下滑坡体应力变化规律。结果表明:在加载过程中,随着滑体的变形及拉裂,滑坡体的应力有从上部集中到整体分散的规律,当加载到一定程度时,滑体与滑床在顶端出现拉裂,进而沿着接触面迅速分离,滑坡的变形也从滑体的局部变形转变到滑体的整体失稳。数值模拟的结果与工程经验基本一致。     

高压旋流喷雾特性的三维数值模拟

基于高压旋流喷嘴内部流动对喷雾过程进行数值模拟,并定性研究了喷油压力和环境压力对喷雾特性的影响。研究结果表明：在高的喷油压力下,喷雾贯穿距离增大,液滴索特平均直径减小,但喷雾锥角基本不受影响;在高的环境压力下,喷雾呈现出实心圆锥状,喷雾锥角和贯穿距离都减小,液滴索特平均直径增大。     

大跨度铁路车站隧道过渡段施工力学行为研究

以白云山车站隧道为依托,采用有限差分数值分析软件,对连拱与大跨度车站隧道过渡段进行了施工力学行为研究,获得了过渡段施工过程中隧道周边位移、塑性区和应力场的分布规律.