数值试验

摘要： 煤与瓦斯突出模拟试验是探索煤与瓦斯突出规律与特征,揭示其突出机理的重要手段之一.为理清煤与瓦斯突出模拟试验领域研究脉络及未来发展趋势,从煤样制备方法与制备装置、吸附气体种类、应力加载系统、突出诱导装置和数据采集系统5个方面入手,对国内外学者在物理模拟领域取得的丰硕成果进行系统总结与分析;以受力维数为分类指标,对数值模拟领域研究进展进行详细论述.分析可知,新型模拟装置研发、数据采集元件和相似材料研制,以及基于不同软件交叉、融通、互补的数值模拟研究是该领域未来研究的重点方向.

摘要： 数值试验中无法准确实现温度对沥青混合料性能的影响,这对数值试验的推广带来了较大阻碍。为研究试验温度对沥青混合料的影响,选用沥青混合料的单轴贯入数值试验,研究了温度的变化对单轴贯入数值试验模型参数的影响,主要包括平行粘结强度和刚度等微力学参数;此外,研究了数值试验与室内试验的相关性,并分析了不同温度对力学参数的影响。研究表明:温度对平行粘结强度、沥青砂浆刚度和粘结层平行粘结刚度具有显著影响,温度的升高会降低平行粘结强度和沥青砂浆刚度,但对粘结层平行粘结刚度有提升作用。室内试验表明数值试验具有较好的可靠性,误差小于5%。

摘要： 随着金属矿山立井井筒凿井深度不断增加,对于井壁的设计理论的研究日趋重要。本研究从深立井井壁设计理论存在的局限性和未来发展趋势出发,提出了开发“植筋井壁”技术、发展“加固类井壁”和丰富“广义井壁”概念的意义与必要性;确立了植筋井壁设计的力学模型,并提出了植筋井壁等效剪切模量的分析方法,从而完善了“包神”设计公式对于广义井壁的适用条件。采用数值模型方法,开展了三因素四水平的正交试验,分析了植筋直径、植筋数量和植筋长度三因素对植筋井壁等效刚度的影响规律,获得了相应经验表达式,为植筋井壁的设计和应用提供了理论基础。此外还研究了植筋下倾角对植筋井壁整体等效刚度的影响,得出下倾角度越大对井壁刚度的提高越不利的结论,说明了植筋钻孔保持水平对井壁刚度的重要性。本研究数值模型试验成果为深井“植筋井壁”技术开发和进一步应用奠定了基础。

摘要： 为了研究高强钢筋高强混凝土带板空间边节点的抗震性能,采用有限元分析软件ABAQUS,对17个高强钢筋高强混凝土空间边节点进行分析,得到各个试件的滞回曲线和骨架曲线,研究了轴压比、现浇楼板厚度、节点核心区配箍率对高强带板空间节点骨架曲线、延性、耗能和承载力的影响规律。结果表明:由于现浇楼板的存在,空间节点受到明显的扭转约束作用,试件的骨架曲线正反向出现明显的不对称性,通过对轴压比、现浇楼板厚度、核心配箍率等影响因素的合理控制可以提高该类节点的承载能力和极限变形性能。

摘要： 多项时间分数阶对流扩散方程在地下水运输,热传导,空气污染等领域有着广泛的应用,其数值方法的研究具有重要的科学意义和应用价值.针对多项时间分数阶对流扩散方程,基于经典的显式和隐式格式,文中构造一类显式-隐式(E-I)差分格式和隐式-显式(I-E)差分格式,利用傅里叶方法证明了这类格式的无条件稳定性和O(τ^(2-α)+h^(2))(α=max{α0,α1,…,αm})阶收敛性.数值试验表明,E-I和I-E差分格式具有省时性,计算效率高于经典的隐式格式.同样,E-I和I-E差分格式适用于求解具有初始奇性的多项时间分数阶对流扩散问题,格式的收敛阶为O(τ^(2-α)+h^(2)).证实E-I和I-E差分格式求解多项时间分数阶对流扩散方程是高效的.

摘要： 2018年9月17日前后浙江东北部出现了大暴雨,与此同时,1822号台风“山竹”登陆广东并向西移动,为了研究浙江东北部大暴雨是否与“山竹”有关,利用云图资料、ERA-Interim再分析资料和自动站加密资料,先分析了2018年9月17日前后浙江东北部暴雨的天气形势,后通过WRF模式对此次过程进行了数值模拟,并做了将台风“山竹”去掉、增大一倍、缩小一半三个敏感性试验。表明此次暴雨过程出现在台风“山竹”倒槽东北顶端,是对流云系发展引发的。“山竹”的存在使得偏南气流输送到浙江东北部地区,且偏南风输送大小与“山竹”是否存在及其尺度密切相关。同时“山竹”使得浙江东北部区域存在着大范围深厚的高湿区,“山竹”越大,高湿区越深厚。“山竹”使得该区域低层有明显辐合,高层明显辐散,且尺度越大,辐合层高度越高。“山竹”还造成垂直运动旺盛,且尺度越大,上升运动越强。“山竹”使得浙江东北部大气层垂直螺旋度明显增大,且“山竹”越大,中低层垂直螺旋度越大,垂直螺旋度的大小对接下来6小时该区域降水量有很好的指示作用。由此,浙江暴雨预报需考虑同时出现的南海台风活动情况。

摘要： 为研究井工采动对排土场边坡影响,以安家岭矿为背景,采用FLAC和RFPA分别对AA’、B-B’2个剖面进行了井工采动影响下的边坡数值试验。结果表明:A-A’剖面边坡在开挖400 m后会出现潜在滑坡模式,在顶部平盘位置出现拉裂缝并贯通黏土弱层,最后沿坡脚剪出;B-B’剖面边坡在井工采动后,上覆岩体切落到地表,在地表形成拉伸裂隙并向下发展与黏土弱层贯通,形成“圆弧-顺层”滑坡。

摘要： 为了使传统道路检测中心朝智能化、技术集成度高的方向发展,论文综述了现有离散单元法、有限单元法的数值试验方法与建筑信息模型的应用实例,认为数值试验在道路材料检测中完善程度高且与实际的检测项目具有较高的相关度,预估模型具有指导意义;建筑信息模型的应用可拓展常规检测项目,对设计图纸进行检验。根据综述内容提出了智慧型道路检测中心的设计构想,包括所需设备、大数据集成、报告发放与人员配备,对于新型智慧型道路检测中心的建设具有一定的指导意义。

摘要： 数值试验方法作为机械冲击破岩研究的补充手段,可以从微观的角度深入分析岩石破碎内在机理。该文利用RHT本构模型描述岩石在机械冲击下的动态响应,采用显式动力学方法建立机械冲击破岩的数值试验模型,并通过物理试验证实了数值模型的正确性,进而对机械冲击破岩数值试验中岩石损伤形成和分布规律进行分析。研究表明:在机械冲击载荷作用下,宏观上岩石表面形成破碎坑,微观上机械齿作用点下方形成许多细密裂纹;随着机械齿冲击深度的增加,岩石内部中心裂纹逐渐向深处延伸;岩石表面破碎坑的周围形成许多细密的放射状裂纹,其中径向裂纹有向岩石表面扩展的趋势。利用数值试验模拟单、双齿冲击破碎岩石过程,可以直观显示岩石内部失效规律和损伤分布,对学生深入理解机械冲击载荷下岩石破碎机制具有重要的指导作用。

摘要： Hessian阵正定时,基于双割线折线法构造了一条多折线路径来代替最优曲线求解信赖域子问题,形成多折线算法。从几何上分析了多折线算法比割线法求解子问题时更精确,给出了多折线算法的收敛性分析,数值试验与双割线折线法比较知新构造的算法更好。

摘要： 根据刀具侵入岩石破裂的力学特征及岩石显微开裂的声发射能量理论,推导了单位体积岩石在组合载荷作用下破碎时声发射能量公式;运用岩石破裂分析系统RFPA对不同动静组合载荷破碎花岗岩进行了数值试验.结果表明:动静组合载荷作用单位体积岩石破碎释放声发射能量与静载、冲击载荷以及岩石本身物理力学参数等密切相关;组合载荷岩石破碎单元和声发射能量均大于单一动载,并随静载的增加而增加;破岩声发射总能量随静载的增大而增大,声发射能量达到最大值所需时间随静载的增加而减少;增大静载可以大幅提高岩石破碎效果.

摘要： 本文利用常规观测资料和西南区域模式(WRF_RUC)产品,对2012年8月17-18日四川盆地西部龙门山沿线出现的暴雨过程进行了诊断分析,结果表明:对流层中低层显著高能高湿,大气层结极不稳定,为中尺度对流系统的生成和发展提供了有利的热力不稳定条件;低层风速辐合、地形强迫抬升及边界层冷空气入侵,是造成对流发展的主要因素:垂直环流圈形成的正反馈作用是暴雨临近时低层东风加大和暴雨过程中形成强烈垂直上升运动的主要动力机制.数值试验进一步表明:降低地形高度,暴雨区明显西移;降低盆地内初始场温湿条件,降雨强度显著减弱;不考虑地面热通量影响,降雨强度也有一定减弱.

摘要： 结合均匀场地模型和分层均匀场地模型,采用数值试验的方法研究了场地地震反应分析中侧向人工边界距离的选取问题,分析了各主要因素对人工边界距离选取的影响,得到了如下结论.随着侧向人工边界距离的增加,有限元模型的计算误差并不一直减小,先是由负值逐渐增加,经过零点之后继续增加至最大值后再逐渐减小,在人工边界距离大于一定数值后趋于稳定.对应于计算误差为零点、最大值和趋于稳定值时的人工边界距离,不受场地硬度、地震波参数、阻尼比大小以及人工边界类型等因素的影响.采用专门的人工边界条件不能有效减小侧向人工边界距离.相对于均质场地模型来说,实际的分层均匀场地建模时可适当减小侧向人工边界距离.

摘要： 采用WRF中尺度数值模式、NCEP/NCAR再分析资料、地面加密观测资料和JMA最佳路径数据集对0604号强热带风暴"Bilis"的水汽输送特征进行诊断分析与数值模拟.诊断结果表明:"Bilis"登陆后,一直与低纬水汽通道相联结,索马里和80～100°E越赤道气流异常活跃,将大量水汽输送到"Bilis"环流中,有利于其在陆上长久维持并引发沿途暴雨增幅.对"Bilis"的维持过程进行数值模拟和水汽敏感性试验,试验结果显示,低纬水汽输送的减弱不利于登陆热带风暴"Bilis"的维持和暴雨增幅,索马里和80～100°E越赤道气流的持续水汽补充有助于"Bilis"环流在陆上长久维持,减少外界水汽尤其是索马里越赤道气流的水汽输送后,TC暴雨强度和范围衰减十分剧烈.来自低纬水汽输送减弱不利于热带风暴中的强对流活动,不利于"Bilis"获得能量长久维持,雨量也随之相应减少.

摘要： 本文在一个简化气候模式的混沌态上,针对模式存在参数误差的情况,给定不同的观测误差量级,通过全局分析的数值试验结果对滞后时间集合预报的效果进行了考察.数值试验结果表明,滞后时间集合预报的预报效果与滞后时段有关,并非过去时刻资料使用的越多,预报效果就越好.存在观测误差的滞后时间集合预报也是有效果的,观测误差的大小对预报效果有一定的影响,但滞后时间集合预报效果要明显好于控制试验.

摘要： 基于层面法向局部坐标系中的横观各向同性弹性本构模型,根据层面产状方位角,推导出整体坐标系中弹性应力的转换方法.针对层状岩体的各向异性特征,将岩体的破坏模式细分为5种,分别对每一种破坏模式建立各自的判别函数和屈服准则,根据塑性流动正交法则推导出相应的应力修正迭代计算方法.通过单轴、三轴压缩数值试验,对层状岩体的强度和变形性质进行研究,分析层面倾角和围压对层状岩体力学行为的影响.将所建模型与FLAC3D自带的横观各向同性弹性模型以及遍布节理模型进行对比,验证模型的正确性及精度.同时,将模型应用于三向等压理想圆形隧洞的开挖计算中,分析层状岩体破坏方式受层面方位角影响的变化规律,分析结果表明层面对围岩破坏模式和塑性区扩展方向起到了控制作用.

摘要： 抽水蓄能机组瞬态特性对电站乃至电网的安全运行至关重要,本文建立了某抽蓄电站包括引水系统、调压井、水泵水轮机组与尾水等部件的全过流系统几何模型,联合单相流和VOF两相流流动模型,采用三维湍流过渡过程研究方法对其泵工况停机过程进行了数值计算,获得了调压井水位、机组转速、流量、转轮所受力矩与水推力、以及若干测点压力脉动等参数随时间的变化过程和不同时刻的流场演变规律,并将结果与电站原型试验资料进行对比.结果表明:机组转速变化规律、蜗壳和尾水管进口静压极值与试验结果基本吻合,最大误差为4.5％,联合不同流动模型的三维湍流过渡过程研究方法具有较高精度.抽蓄电站泵工况停机过程中,蜗壳进口和尾水管进口静压变化主要受活动导叶关闭规律的影响,而转轮与活动导叶之间的静压主要受机组转速的影响.随着活动导叶的关闭,当流量小到一定值后,水流主要通过尾水管内侧流向上游,而外侧水流会与转轮同向旋转.导叶全关后,尾水管内的漩涡是导致其能量损耗的主要因素.

摘要： 本文对变压器油中氢气含量超标以及产生氢气的原因进行了分析,提出了一旦发现变压器油特征气体氢气含量超标时,应对变压器及其油进行跟踪试验,并采用真空脱气及真空注油等相关处理方法.

摘要： 本文对变压器油中氢气含量超标以及产生氢气的原因进行了分析,提出了一旦发现变压器油特征气体氢气含量超标时,应对变压器及其油进行跟踪试验,并采用真空脱气及真空注油等相关处理方法.

摘要： 本文对变压器油中氢气含量超标以及产生氢气的原因进行了分析,提出了一旦发现变压器油特征气体氢气含量超标时,应对变压器及其油进行跟踪试验,并采用真空脱气及真空注油等相关处理方法.

摘要： 本发明公开了一种基于颗粒离散元与格子Boltzmann的压缩渗透试验数值模拟方法，该方法包括以下步骤：S1、开展砂雨法与拟振动压实法的三维颗粒离散元模拟，制备不同相对密实度的虚拟压缩试样；S2、对虚拟压缩试样逐级施加轴向压力，进行侧限压缩试验的三维颗粒离散元数值模拟，得到各级压力下压缩稳定后的离散元数值模型；S3、对各级压力压缩后的离散元数值模型分别进行切片，并对切片图像进行处理，建立对应的孔隙结构模型；S4、针对建立的孔隙结构模型开展渗流的格子Boltzmann数值模拟。本发明克服了现有室内压缩渗透试验技术的不足，且原理简单、实施方便、计算效率高、应用效果好，验证了基于颗粒离散元与格子Boltzmann的压缩渗透试验数值模拟方法的可行性和优越性。

摘要： 本发明公布了一种用于数值模拟试验中竖直涉水建筑物的概化处理方法，属于基础水力动力学数学模型技术领域。在利用数学模型模拟竖直涉水建筑物建设后的水流条件时，通过设置虚拟结构物闸门的方法，达到拟建工程区域不再过水的目的，实现工程实施后水流条件的数值模拟。该方法节省了利用物理模型试验耗费的人力、物力、财力、时间及场地，同时避免了常规数值模拟方法易导致模型不稳定而崩溃，进而延长模型调试时间，避免了重新划分网格生成地形文件增加建模工作量，也避免了流场模拟失真问题。因此本发明方法简单，工作量小，省时省力，具备较好的推广价值。

摘要： 本发明涉及一种杏仁状玄武岩单三轴试验连续非连续数值模拟方法，包括以下步骤：获得岩芯试样的宏细观结构特征和杏仁体的统计模型；基于杏仁体的统计模型建立能模拟岩石结构特征的精细模型；利用连续非连续数值方法对精细模型进行岩石单三轴试验数值模拟，从宏细观角度揭示岩石的破坏机制和杏仁体对所述岩石破裂行为的影响。该模拟方法能从宏细观角度揭示其破坏机制及杏仁体对其力学特性和破裂行为的影响。

摘要： 输入者可以直观地掌握自己输入的数值，降低未看到误输入的可能性。仅将表示输入的数值的阿拉伯数字显示在第1显示区域中，同时将表示输入的数值的、(i)包括阿拉伯数字和非阿拉伯数字的字符或字符串的字符串以及(ii)仅非阿拉伯数字的字符或字符串的至少任何一方显示在第2显示区域中。

摘要： 一种单临空面岩塞爆破参数试验数值仿真预测方法，通过分析、建模、获取时间阈值、设置炮孔及起爆网路、计算模型参数并模拟爆破，提取起爆后的爆除岩体及围岩状态图，分析状态图是否达到预期效果，有利于检验施工方案的爆破能否达到设计进尺，能否实现完全爆通，为正式岩塞爆破的设计及优化提供依据，便于调整爆破参数和控制爆破规模提供依据，有利于确保正式岩塞爆破达到“爆通、成型、安全”的圆满效果，在工程爆破前需要确定塞爆破参数，获取试验数值。

摘要： 本发明公开一种基于数值‑物理混合实验的隧道接缝密封垫迭代设计方法，按如下步骤实施：设计若干种第一轮密封垫断面；进行第一轮密封垫的渗漏水压判断，筛选出第二轮密封垫断面；对第二轮密封垫进行测试，判断极限拼装力是否不大于盾构千斤顶推力，以及渗漏水压是否不小于设计短期渗漏水压,筛选出第三轮密封垫断面；判断沟槽区域混凝土应力是否不大于混凝土塑性损伤应力,筛选出第四轮密封垫断面；判断使用寿命接触应力是否不小于设计长期渗漏水压,筛选出最终密封垫断面。本发明通过多次迭代设计盾构隧道接缝密封垫，解决了现有工程类比法设计接缝密封垫的主观性和随意性，实现了密封垫断面的科学定量化设计选型。

摘要： 本发明公开了一种地面垂直钻孔抽采特厚煤层瓦斯的数值试验方法，利用瓦斯煤岩破裂过程分析软件,包括建立工程文档、建立数值计算模型和网格划分、确定关键参数、边界条件和控制条件、数值计算、分析数值结果图的步骤。本发明能够弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点，保证现场地面钻孔施工的有效性和可靠性，有利于保障矿井安全生产，对于提高煤矿的经济效益和社会效益也有十分重要的理论意义和实践价值。

摘要： 本发明涉及一种涡轮发动机整机准三维流动虚拟数值试验方法，属于航空发动机试验与验证技术领域。本发明提出的基于气动仿真技术的涡轮发动机整机准三维流动的虚拟数值试验方法，通过对发动机整机的合理区域划分，并对涡轮发动机整机准三维流动进行数值迭代计算，获得其稳态或瞬态流动规律，该方法可作为发动机试验台虚拟的数值模拟试验方法，通过数值试验，可获得涡轮发动机整机内流场的分布规律，从而掌握发动机整机气动性能。

摘要： 本发明公开了一种基于三维状态下级配碎石CBR数值试验方法，首先对模拟试件的细观参数赋值，再进行CBR实验加载过程的模拟，可得压头贯入量与贯入力的关系曲线，然后通过CBR换算公式可将模型结果中的贯入量为2.5mm所对应的贯入力转换成CBR值。该方法真实地再现了级配碎石在三维状态下的CBR试验，克服了二维模型无法描述碎石嵌挤和空间分布的不足，能够快速、准确获取级配碎石CBR值，并可实时追踪级配碎石颗粒在CBR试验过程中的细观力学性能变化规律。

摘要： 本发明涉及一种基于沿晶和穿晶接触面的脆性岩石的数值试验方法，其根据岩石试样中矿物晶粒分布的特征参数，采用Neper的多面体生成程序生成三维岩石模型；根据沿晶和穿晶接触面的信息，确定三维岩石模型的沿晶接触面和穿晶接触面；采用GBM建模方法对所述三维岩石模型进行建模，生成GBM岩石模型；采用3DEC程序中结合预先获取的岩石试样的力学实验基本参数，对所述GBM岩石模型进行数值仿真试验。其有益效果是，通过将单独矿物晶粒分解成若干个子矿物晶粒的方法，有效考虑穿晶和沿晶接触面，实现了脆性岩石破坏过程中的沿晶破坏、穿晶破坏及混合破坏的裂隙模式，原理简单、操作清晰、成本低廉，为评估脆性岩石破坏过程和机理提供了新途径。