简介:摘要以神东煤炭集团保德煤矿81309顺槽为背景,运用有限元软件ABAQUS,建立了矩形巷道三维弹塑性模型,分析了巷道开挖产生的围岩应力、变形、塑性区及支护内力。结果表明矩形巷道的顶、底板出现受拉区,容易出现受拉破坏;巷道四个角部存在压应力集中现象,两帮处出现了耳朵形压应力区,以上部位容易出现压剪破坏,而且对支护也是不利的;矩形巷道顶、底板竖向位移大于两帮水平位移,应注意顶、底板的位移监测;围岩塑性区主要集中在矩形巷道四角、两帮及顶、底板中心处,这与围岩应力图也是相对应的,其中两帮塑性区面积较大,深度将近1m;增加支护后,围岩变形和塑性应变都降低了,这说明支护结构发挥了作用,但两帮处塑性区深度较大,锚杆未能完全发挥出应有作用,需进一步对支护参数进行调整。
简介:建立了用于模拟立方晶系合金三维枝晶生长的改进元胞自动机模型。该模型将枝晶尖端生长速率、界面曲率和界面能各向异性的二维方程扩展到三维直角坐标系,从而能够描述三维枝晶生长形貌演化。应用本模型模拟在确定温度梯度和抽拉速度条件下三维柱状晶生长过程的一次臂间距调整机制和不同择优取向柱状晶之间的竞争生长。使用NH4Cl-H2O透明合金进行凝固实验,模拟结果和实验结果吻合较好。
简介:摘要以神东煤炭集团保德煤矿81309顺槽为背景,运用有限元软件ABAQUS,建立了矩形巷道三维弹塑性模型,分析了巷道开挖产生的围岩应力、变形、塑性区及支护内力。结果表明矩形巷道的顶、底板出现受拉区,容易出现受拉破坏;巷道四个角部存在压应力集中现象,两帮处出现了耳朵形压应力区,以上部位容易出现压剪破坏,而且对支护也是不利的;掌子面也整体为受压区,而且无支护,发生破坏的可能性较大,在施工时必须加强监测。矩形巷道顶、底板竖向位移大于两帮水平位移,应注意顶、底板的位移监测;围岩塑性区主要集中在矩形巷道四角、两帮及顶、底板中心处,这与围岩应力图也是相对应的,其中两帮塑性区面积较大,深度将近1m;增加支护后,围岩变形和塑性应变都降低了,这说明支护结构发挥了作用,但两帮处塑性区深度较大,锚杆未能完全发挥出应有作用,需进一步对支护参数进行调整。
简介:利用中国科学院大气物理研究所的完全弹性三维雹云数值模式(IAP—CSM3D),对2007年7月21日发生在湛江的一次强对流进行数值模拟,分析了强对流的气流结构、垂直涡度、雷达回波及含水量分布变化特征。结果表明,模拟的回波最大强度与雷达实测结果较吻合。模拟的强对流发展阶段气流结构的典型特征为下层水平辐合,上层水平辐散,气流在5km高度发生转向;处于成熟阶段的底层辐合比发展阶段的更强。随着时间的推移,近地层气流先辐合后辐散,下沉辐散气流一直持续到冰雹云消散。模拟的风暴云高含水量中心与强回波中心相对应,出现在上升气流最大区域附近,这说明该风暴云的动力场与物质场配合较好。
简介:摘要:弯道水流在河流治理、港口兴建及引水防沙等方面都有广泛的应用。选取不同入口流速并拟定三种工况,建立三维紊流数学模型,基于计算流体力学数值模拟方法,采用RNG 湍流模型,模拟弯道水流特性。通过改变入口流速大小,对比分析了不同入口流速条件下弯道水面横比降、不同水深处的平面流速及弯道环流的特性。随着入口流速的减小,凹岸水位线整体呈上凸趋势,凸岸水位线呈下凹曲线。纵向流速沿水深方向由表层至底层逐渐减小。环流强度及尺度在表面和底部处大而在中间位置小,当流速较大时,在弯道进口处凹岸环流开始形成,在弯顶附近充分发展,出弯以后,环流强度无明显衰减,当流速较小时,环流在凸岸处形成。
简介:波动方程有限差分法是地震数值模拟中的一种重要的方法,对理解和分析地震传播规律、分析地震属性和解释地震资料有着非常重要的意义。但是有限差分法由于其离散化的思想,产生了不稳定性。精细积分法在有限差分法的基础上,在时间域采用解析解的表达形式,在空间域保留任意差分格式,发展成为半解析的数值方法。本文结合并发展了以往学者的成果,推导了任意精细积分法的三维弹性波正演模拟计算公式,并对其稳定性进行了数值分析。在计算实例中,实现了精细积分法二维和三维弹性波模型的地震正演模拟,对计算结果的分析表明,精细积分法反射信号走时准确,稳定性好,弹性波场相较于声波波场,弹性波波场成分更为丰富,包含了更多波型成分(PP-和PS-反射波、透射波和绕射波),这对实际地震资料的解释和储层分析有重要的意义。实践证明,该方法可直接应用到弹性波的地质模型的数值模拟中。
简介:根据微电阻率扫描成像测井仪器的设计原理、结构及测量方式.利用三维有限元法研究了微电阻率扫描成像测井仪器对裂缝的响应,模拟了测井响应随裂缝宽度、裂缝延长深度、电阻率对比度及裂缝倾角的变化关系,并考察了仪器对2条水平裂缝的分辨率。研究结果表明:单一水平裂缝的宽度和电阻率对比度的变化对测井响应有明显的影响:高角度裂缝的测井响应出现明显的不对称现象;双水平裂缝间距小于5mm时.2条裂缝无法分辨开来。这一研究结果对于利用电成像测井进行裂缝识别及定量评价具有参考价值。
简介:对质子交换膜燃料电池进行了三维多物理场建模。在多物理场建模的基础上,通过COMSOLMutiphysics中的4种应用模式,利用电流平衡、质量传输方程和动量传递方程等去模拟PEMFC的膜电极(MEA)中阴极侧和交换膜上的工作状态,分析了膜电极阴极侧上的压力分布、气体质量分数分布、气体速度场分布以及电流密度分布等,为蛇形流场PEMFC提供了全面的性能分析和设计上的理论依据,最后通过设计上的改进,解决了该电池的水淹问题。