一、水力及水力大小对比仪(论文文献综述)
孙锐[1](2021)在《基于梯级沟渠系统的农业非点源污染控制研究》文中进行了进一步梳理农田沟渠具有“源”与“汇”的双重特征,在截留净化农业非点源污染物过程中发挥着重要作用,因此如何有效利用沟渠的截留功能,对防控流域农业非点源污染具有重要的理论和现实意义。本文在实地监测淮河流域安徽段不同特征沟渠在自然状态下非点源污染物的分布现状与截留情况的基础上,通过室内模拟,研究梯级沟渠在不同功能段以及不同因素影响下对污染物的去除效果,结合野外小尺度实验对比研究梯级沟渠在实际应用下的污染物截留效果,并通过室内模拟对比不同底泥基质下4种干湿交替强度中氮磷的变化特征,研究结果如下:1)研究区内不同特征沟渠水体氮、磷含量表现为农田沟渠>支流沟渠>河道沟渠;底泥氮含量大小为河道沟渠>农田沟渠>支流沟渠;底泥磷含量大小为农田沟渠>河道沟渠>支流沟渠。2)梯级沟渠室内模拟实验结果显示药物配水下总氮含量沿程变化呈波动式下降,削减效率在10.2%,对自然物质配水的总氮截留效率为11.54%,单个柱体TG1对氮的截留达到44.86%,证明TG1模拟缺氧环境促进了氮的反硝化作用;自然物质配水下系统通过截留泥沙对磷的截留率为56.87%。不同环境条件下,温度在8~20℃对氮、磷的截留效果更加明显;pH=8时总氮的含量变化最明显,而对磷的影响效果较小;水力停留时间对氮、磷的去除效果较为明显,其中长期覆水对氮、磷去除最大分别达到40%和50%。3)野外梯级沟渠小尺度实验数据表明,氮素含量在缺氧区的截留效果突出,局部截留率可达47.96%,但是由于后续反硝化作用的缺少又加之水体流动的扰动导致底泥氮素释放,使得渠段最终出水氮素截留不明显仅为5.4%,逐级氮素截留大小为TJ2>TJ3>TJ4>TJ1。对于磷的截留率为88.8%,上游含有大量颗粒态磷的泥沙,由于梯级挡板,横向流速被减缓,使得磷的输出量大大减小。4)干湿交替实验中无秸秆组底泥氮磷含量的下降幅度较有秸秆组效果更佳,其中总氮下降幅度为低强度(37.9%)>中强度(35.12%)>对照组(28.98%)>高强度(27.92%);总磷下降幅度为对照组(20.62%)>低强度(16.06)>高强度(14.49%)>中强度(13.57%);不同条件干湿交替实验下TN含量变化均为降低,其中原状底泥组变化率大于混有秸秆底泥组,而TP含量在有秸秆组出现显着增大趋势,与无秸秆组差距明显。图[70]表[13]参[87]
杨志斌[2](2021)在《煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价》文中认为煤层底板突水灾害发生后,钻孔控制注浆过水巷道动水快速截流,可以解决传统过水巷道动水截流工程量大、工期长且易产生次生灾害等技术难题,但其仍不能达到根治突水区域再次发生突水灾害的可能,为此后期还需开展突水通道截流或突水含水层堵源预注浆治理工作。目前,钻孔控制注浆动水快速截流理论研究远滞后于工程实践,突水通道截流或突水含水层堵源预注浆治理效果难以判断。因此,开展煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价研究具有重要的理论意义和工程实践价值。论文以水文地质学、流体力学和计算机科学等理论为基础,采用典型案例分析、理论分析、室内试验、物理模拟、数值模拟、现场实测等方法,对煤层底板突水灾害动水治理模式、过水巷道动水快速截流机理和突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价开展研究,取得以下主要成果:(1)考虑矿井淹没水位、突水因素和井巷空间位置三类基本因素,对煤层底板突水灾害动水治理条件进行了分类,并阐明了各种动水治理条件的难易程度。结合巷道掘进和工作面回采突水灾害特征,对两者动水治理模式进行了划分。(2)归纳了保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流的主控因素及其适用条件,建立了过水巷道动水快速截流涌水与阻水模型和注浆建造水力模型,开发出了过水巷道动水快速截流大型模拟试验系统,可实现5m宽、4m高、动水流量2000m3/h的过水巷道在不同矿井淹没水位、不同突水水源水位条件下的快速截流模拟试验,其中突水水源水压最高可达5MPa。(3)开展了水灰比、水玻璃浓度和水泥单液浆与水玻璃体积比对凝胶时间、结石率和结石体强度非交互作用配比试验,得到钻孔控制注浆浆液抵抗动水冲刷最优配比参数为W:C取1,水玻璃浓度取30°Bé,C:S取100:30和100:50,其中C:S为100:30时,用于袋内充填注浆,C:S为100:50时,用于袋外控制注浆。(4)基于保浆袋囊钻孔控制注浆动水快速截流物理模拟和CFD-DEM耦合模型数值模拟,揭示了过水巷道动水快速截流机理是保浆袋囊能够使双液浆在袋囊之间控制运移扩散,并快速与巷道顶板堆积接顶,提前完成部分骨料铺底和充填阶段,加快巷内空气快速排出巷外,使得阻水体具有高阻弱渗阻水性能。(5)建立了突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价模型,并结合在实际注浆堵水工程案例中的应用,检验了该定量评价模型的可行性。
邵震[3](2021)在《清水/饱和盐水致裂钙芒硝试验研究》文中研究说明钙芒硝矿储量巨大,资源赋存稳定,有逐步替代芒硝矿,成为工业原料硫酸钠的重要来源的趋势。由于其传统开采方式(旱采法和硐室水溶开采)多存在劳动强度大、开采效率低、环境污染严重等问题,许多学者因此提出原位溶浸流体化开采的方式来进行钙芒硝矿的开采。目前,针对钙芒硝盐矿原位溶浸流体化开采方面的研究,多集中于后期的水溶开采方面,对于前期的水压致裂过程的研究,还十分缺乏。基于此,本文从研究钙芒硝水力压裂作用下裂纹扩展-溶解机理,为钙芒硝矿层的流体化开采提供参考,丰富水力压裂理论的角度出发,分别进行了钙芒硝的力学特性试验,以及在轴压/围压为5/4 MPa、7/4 MPa、9/4 MPa三种应力条件,清水/饱和盐水两种压裂介质下的水力压裂试验,并采用3D形貌扫描仪对破坏端面的裂纹形态进行扫描,结合裂纹粗糙度表征公式和裂隙内部几何特征表征方式对试验数据进行计算分析。主要得到如下结论:(1)本文所取钙芒硝岩样(四川彭山钙芒硝矿)的抗压强度为11.43-24.90 MPa,平均为16.86 MPa;弹性模量为2.10-3.45 GPa,平均为2.76 GPa。密度为2.71-2.77 g/cm3,平均为2.74 g/cm3;泊松比为0.23-0.32,平均为0.26。抗拉强度为1.62-2.59 MPa,平均为2.08 MPa。内摩擦角为23.44°,内聚力为4.28 MPa。(2)通过对钙芒硝水压致裂过程进行分析,并引入控制方程对其进行描述。综合各个过程的控制方程,予以初值和边界条件,建立了钙芒硝水压致裂裂纹扩展-溶解耦合数学模型。(3)清水/饱和盐水致裂钙芒硝的压裂曲线分为三个阶段:水压升高阶段,裂纹扩展阶段,水压下降阶段。两种压裂介质的区别主要在于:清水致裂钙芒硝过程中,存在多次起裂,同时裂缝扩展过程伴随着溶解现象,因此在裂纹扩展阶段,压力波动剧烈,持续时间较长(370 s);而饱和盐水致裂钙芒硝过程中,起裂次数较少,趋于一次性完成起裂,同时饱和盐水浓度较高,裂缝扩展过程几乎不存在溶解现象,所以压力波动较小,持续时间较短(250 s)。(4)在围压保持4 MPa不变,轴压为5 MPa、7 MPa、9 MPa的条件下,清水致裂钙芒硝的起裂压力分别为10.34 MPa、11.68 MPa、12.73 MPa;饱和盐水致裂钙芒硝的起裂压力分别为10.71 MPa、11.96 MPa、13.01 MPa。饱和盐水致裂的起裂压力比清水致裂的起裂压力分别提高3.5%、2.3%、2.2%,饱和盐水致裂钙芒硝的起裂压力较高。(5)同一地应力条件下,清水/饱和盐水致裂钙芒硝的裂纹扩展方向是一致的。围压保持4 MPa不变,随着轴压的增大,裂纹由平行井眼方向扩展转变为垂直井眼方向(平行于井壁方向)扩展:当轴压为5 MPa或7 MPa时,清水/饱和盐水致裂钙芒硝形成了横向裂纹,随着轴压增大到9 MPa,清水/饱和盐水致裂钙芒硝形成纵向裂纹(具有一定角度)。(6)钙芒硝清水压裂过程受到应力和溶解的共同作用。不同应力状态下,围压保持4 MPa不变,随着轴压的增大,钙芒硝水压致裂后裂缝端面粗糙度随之增大,裂隙开度随之增大,裂隙接触域随之减小。同一应力状态下,钙芒硝清水致裂后裂缝端面粗糙度数值大于饱和盐水致裂的粗糙度数值。清水致裂后的裂隙开度大于饱和盐水致裂后的裂隙开度,接触域小于饱和盐水致裂后的接触域。
沈亚龙[4](2021)在《基于Flow-3D的偏心文丘里管测流研究》文中研究指明偏心文丘里管的喉管段缩径比是影响其流量测量性能的主要结构参数。本文采用数值模拟方法,分析偏心文丘里流量计的流出系数、压力水头损失以及流场特性,考虑偏心文丘里管流量测量精度、压力水头损失大小和下游出口直管段所需长度三个方面因素,提出DN200~DN500各管径下偏心文丘里管的适宜缩径比。在偏心文丘里管数值模拟中,以缩径比0.35~0.90为变化范围,用Solidworks软件构建DN200~DN500偏心文丘里管几何模型,再用Flow-3D软件对偏心文丘里管中水的流动状况进行了数值模拟,分析了流出系数、压力损失及流场特性的数值模拟结果。结果得出DN200~DN500偏心文丘里管的流出系数均值范围为0.958~0.981,局部水头损失系数均值范围为0.14~0.24,以及推荐的适宜缩径比范围分别为0.45~0.80、0.45~0.80、0.45~0.80、0.45~0.80、0.45~0.80、0.45~0.70 及 0.45~0.70。在要求流量测量精度较高时,宜选择缩径比较小的偏心文丘里管;在要求压力损失较小和所需出口直管段较短时,宜选择缩径比较大的偏心文丘里管。通过与经典文丘里管进行测流性能对比分析,发现偏心文丘里管的流出系数误差略大于经典文丘里管,但两者误差均在可接受的5%范围内;在压力损失方面,就管径为DN300、缩径比为0.45~0.80的偏心文丘里管而言,其压力损失比经典文丘里管多6%~14%,折算成水头损失最高为0.05m,几乎可以忽略不计;在流场特性方面,经典文丘里管的流场呈对称分布,比较平顺,仅在扩散段后部贴近管壁的四周有轻微的回流现象,形成小范围的回流区;偏心文丘里管扩散段后部贴近上管壁部位的回流现象较为明显,其回流区的范围较大,其流线恢复到稳定状态所需的下游直管段长度将比经典文丘里管稍长一点。总而言之,利用偏心文丘里管进行流量测量在测量稳定、计量误差、水头损失及下游出口直管段所需长度方面稍逊于经典文丘里管,但差距不大,几乎可忽略不计。然而偏心文丘里管防淤堵性能要优于经典文丘里管,因此其在多泥沙杂质的低压管道输水灌溉量水领域将有广阔的应用前景。
吕雪[5](2021)在《介质物性参数的冷热态变化对核主泵性能影响的研究》文中提出热态试验是检验核主泵实际运行性能的最直接方式,但热态试验风险大、成本高,所以在核主泵的研发初期,通常采用冷态试验的方式检验其性能是否达到设计要求。由于试验介质的物理性质在冷态和热态下有明显的区分,如何以核主泵冷态试验的结果来检验热态运行的性能,便成为需要关注的重点问题。本文将全计算域划分为六面体结构化网格,湍流模型选取RNGκ-ε,应用FLUENT展开定常数值计算,系统地研究了冷态和热态下介质物性参数的不同对核主泵水力性能和振动性能的影响,以期为核主泵热态运行的可靠性分析及水力研发提供理论指导。冷态下核主泵效率的相对计算误差为0.87%,所采用的数值计算方法基本满足对计算精度的要求。为了研究介质物性参数的变化对核主泵内部流动特征的影响机理,假定介质的密度和动力粘度分别按10%的比率逐次变化,最大变化幅度为±20%,定性分析了介质物性参数的变化对核主泵的扬程、轴功率和效率等性能参数的影响,并从速度场和压力场等内部流动特征的变化上对影响机理予以分析,结果表明:在研究所设定的变化范围内,密度和动力粘度的变化对核主泵内的速度场几乎不产生影响,所以扬程基本保持不变;不论密度和动力粘度如何变化,只要是流体的流动性增强,即运动粘度减小,那么叶片两侧的压差就会相应减小,也就是轴功率会相应降低,从而效率相应提高。为了研究以核主泵冷态试验的结果来评价热态性能的可行性,分别以常温清水及310℃的液态钠为介质,对比分析了核主泵的水力性能及振动性能在冷态和热态下的变化情况,结果表明:核主泵在热态下的水力性能和振动性能均比冷态时有明显改善,热态下的效率明显提升,扬程虽然略有降低但完全满足设计要求,压力脉动的幅值明显减小;基于冷态试验获得的核主泵的水力性能和振动性能,可以作为评价核主泵热态运行性能的可靠依据。为了明确介质物性参数对叶轮水力性能的影响是否与叶轮的水力结构有关,分别将叶片入口角和出口角在±2°的幅值下进行调整,以改变叶轮的水力结构,并将各方案在冷态和热态下的水力性能进行对比分析,结果表明:在适当的范围内增大叶片入口角或减小叶片出口角,能从优化流场结构的角度来提高叶轮的水力效率;不论叶轮的水力结构如何变化,只要介质的运动粘度降低,叶轮在热态下的水力效率始终比冷态下的高,这是介质物理属性对叶轮水力性能影响的固有趋势,与叶轮水力结构的优劣无关。综上所述,介质物理属性变化及叶轮水力结构变化都对叶轮的水力性能产生一定的影响,但二者的作用方式完全不同,介质物理属性的变化是通过改变流体流动性的强弱来实现对叶轮水力性能的影响,但基本不会改变叶轮内的速度场结构;而叶轮水力结构的变化是通过改变叶轮内流体的受力状态从而改变流场结构来实现对叶轮水力性能的影响,但不论水力结构如何变化,热态下的水力效率始终高于冷态。由于介质物性参数的变化基本不会改变叶轮内的速度矢量场结构,所以在叶轮水力优化过程中可以忽略其对叶轮水力设计理论的影响。
谭利鹏[6](2021)在《网格絮凝池涡流场数值模拟方法的对比研究》文中进行了进一步梳理网格絮凝池絮凝效果与充斥在流场中的涡旋密切相关,采用数值模拟方法能够快速获取涡旋特性信息,有效提高网格絮凝池流场研究的效率。目前网格絮凝池流场数值模拟方法主要采用稳态模拟(即雷诺时均法),稳态模拟只提供流场的时均信息,若要捕捉网格絮凝池流场中的涡旋运动信息,需要引入瞬态模拟方法来研究流场。为验证数值模拟的正确性,本文利用Fluent数值模拟软件对网格絮凝池流场不同运行工况条件(竖井流量、网格板格挡宽度)下进行时均流场的对比验证和瞬时流场的对比验证。通过对比稳态模拟与瞬态模拟获得流场的常规指标和涡旋特性信息,得到如下结论:1.PIV实测与Fluent数值模拟的对比验证中,稳态模拟对应PIV实测中的时均流场,稳态模拟流场的合速度、涡量与PIV时均流场具有一致性,瞬态模拟对应PIV实测中的瞬时流场,瞬态模拟流场的合速度、涡量与PIV瞬时流场也具有一致性,说明数值模拟研究的可行性。2.流场流速对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:射流速度沿网格板网孔后方逐渐衰减;横、纵速度均值沿横向都呈现波动变化;同一格挡宽度下,流量增大,波动幅度增大;同一流量下,格挡宽度增大,波动周期与幅度都增大。稳态模拟网格絮凝池流场中:射流竖直排布,边壁射流发生微小弯曲;横、纵向速度均值沿横向变化受边壁涡影响微小。瞬态模拟网格絮凝池流场中:射流尾迹摆动,边壁射流发生较大弯曲;横、纵向速度均值沿横向变化受边壁涡影响显着。3.流场湍动能对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:(1)湍动能分布:湍动能产生于网格板后方的网孔边缘,最大值集中于格挡后方,沿水流方向先快速增大、后逐渐衰减;(2)湍动能均值:同一格挡宽度下,流量增大时,流场湍动能均值增大,流场整体湍流混合能力增强,促进混凝碰撞;同一流量下,格挡宽度增大时,流场湍动能均值增大,流场整体湍流混合能力增强,促进混凝碰撞;(3)湍动能最大值:同一格挡宽度下,流量增大时,流场湍动能最大值增大,流场局部湍流剪切强度增强,更易造成絮体剪切破碎;同一流量下,格挡宽度增大时,流场湍动能最大值增大,流场局部湍流剪切强度增强,更易造成絮体剪切破碎。稳态模拟网格絮凝池流场中:湍动能在网格板格挡后方竖直分布。瞬态模拟网格絮凝池流场中:湍动能分布受到射流尾迹摆动和边壁涡的影响,流场内部湍动能分布发生扭曲,边壁湍动能分布拉长。4.流场湍耗散对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:(1)湍耗散分布:湍耗散产生于网孔边缘,沿网格板网孔边缘后方逐渐衰减;(2)湍耗散均值:同一格挡宽度下,流量增大时,流场湍耗散均值增大,流场整体有效能耗增多,促进絮凝反应;同一流量下,格挡宽度增大时,流场湍耗散均值增大,流场整体有效能耗增多,促进絮凝反应;(3)湍耗散最大值:同一格挡宽度下,流量增大时,流场湍耗散最大值增大,流场局部湍动能转化为分子热动能速率增大,增加流场絮体碰撞;同一流量下,格挡宽度增大时,流场湍耗散最大值增大,流场局部湍动能转化为分子热动能速率增大,增加流场絮体碰撞。稳态模拟网格絮凝池流场中:湍耗散在网格板网孔边缘后方竖直分布。瞬态模拟网格絮凝池流场中:湍耗散分布也受到射流尾迹摆动和边壁涡的影响,流场内部湍耗散分布发生扭曲,边壁湍耗散分布拉长。5.流场涡旋分布对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:涡旋产生于格挡后方,格挡后方涡旋成对出现,边壁处产生较大涡旋。稳态模拟网格絮凝池流场中:除去边壁涡,流场涡旋分布在网格板格挡后方25mm距离内。瞬态模拟网格絮凝池流场中:涡旋充斥在网格板后流场100mm研究距离内。6.流场涡旋大小对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:同一格挡宽度下,流量增大时,涡旋面积无明显变化规律,涡旋平均半径也无明显变化规律;同一流量下,格挡宽度增大时,涡旋面积增大,涡旋平均半径也增大。稳态模拟网格絮凝池流场中:同一工况条件下,流场涡旋面积相差微小,涡旋大小几乎相同。瞬态模拟网格絮凝池流场中:在网格板后方涡旋面积最大值逐渐增大,小面积涡旋普遍存在。7.流场涡旋数量对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:同一格挡宽度下,流量增大时,涡旋数量变化微小,无明显规律;同一流量下,格挡宽度增大时,涡旋数量减少。稳态模拟网格絮凝池流场中:涡旋数量稀少。瞬态模拟网格絮凝池流场中:涡旋数量很多。8.流场涡旋强度对比。稳态模拟与瞬态模拟网格絮凝池流场中:涡旋强度极值位于网格板格挡后方;涡旋强度值域在网格板后方逐渐减小;同一格挡宽度下,流量增大时,涡旋强度值域增大;同一流量下,格挡宽度增大时,涡旋强度值域增大。稳态模拟网格絮凝池流场中:涡旋强度数值只分布在网格板格挡后方。瞬态模拟网格絮凝池流场中:涡旋强度数值在网格板后方各位置普遍存在。9.数值模拟方法对比。网格絮凝池稳态模拟与瞬态模拟流场常规指标的对比研究中,反映流场絮凝效果的湍动能、湍耗散两个指标在变化上呈现相同规律,故稳态模拟与瞬态模拟在研究网格絮凝池流场絮凝效果中具有一致性。网格絮凝池稳态模拟与瞬态模拟流场涡旋特性的对比研究中,可以看出稳态模拟中的雷诺时均处理会掩盖大部分的流场涡旋,而瞬态模拟能还原流场涡旋分布,故瞬态模拟更适合网格絮凝池流场的涡旋研究。
白春禄[7](2020)在《管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究》文中认为随着油田开采年限的逐渐增加,采出液的含水率逐年攀增,开采成本显着提高。常规集输处理工艺难以应对这种高含水局面,为实现节能降耗、同时保证原油稳产或上产,油井采出液高效预分水是解决高含水时期油田集输处理瓶颈难题的有效方案。利用超重力作用的油水旋流分离技术因具有分离效率高、结构紧凑等优点而在油井采出液预分水方面颇受青睐,也为条件更为严苛的海洋油气集输处理提供了技术支持。本文系统总结了迄今国内外各种油井采出液预分水技术与设备,以液液旋流分离理论为基础,提出了一种管式轴向入口旋流预脱水器的设计方法。通过理论计算,完成了管式轴向入口旋流预脱水器起旋区、稳旋区和分离区等主体结构设计以及入口、叶片载体等附属结构设计;重点讨论了三种静态起旋叶片的结构设计,最后初步确定了室内样机的结构尺寸和工程样机的结构形式。为了验证设计方法和结构方案的可行性,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟对管式轴向入口旋流预脱水器的内部流场和油水分离过程进行了系统分析讨论。结果表明,旋流预脱水器内形成了稳定的旋流流动,满足设计要求。在此基础上,采用响应曲面法(RSM)对设备主体结构进行了全因素、多目标优化设计,得到了最优结构参数组合;预测了操作参数对分离性能的影响规律,为室内实验研究奠定基础。基于数值模拟优化结果,设计了处理量为1.00m3/h的管式轴向入口旋流预脱水器室内实验样机,开展了系统实验研究。结果表明,旋流预脱水器处理含水率为60%-90%的模拟采出液时,在保证水出口处的含油浓度低于1000mg/L的前提下,分水率可达50%以上;通过不同静态起旋叶片的对比实验,证明圆弧叶片能有效提高分离效率,增强操作弹性;与常规切向入口水力旋流器相比,管式轴向入口旋流预脱水器在提高分离效率、促进油滴粒径增大、降低设备能耗方面表现较好,在操作可控性方面也有一定提升。从能够达到的最佳性能指标参数来看,当处理含水率为90%、处理量为1.00m3/h的模拟采出液且最佳分流比为0.45时,管式轴向入口旋流预脱水器的分水率可高达62.9%,且水出口处的含油浓度可降低至432.8mg/L。以室内实验研究结果为依据,通过理论设计和相似放大设计两种方法,完成了处理量为10.0m3/h的工程样机设计。CFD数值模拟对比分析结果表明,两种方案所设计工程样机的分离效率相差不大,但相似放大设计能有效降低设计成本、缩短设计周期,在系列化产品设计时准确便捷。在完成了多管并联布置、罐体封头等辅助性设计后,外委加工了集来流混合、旋流分离、取样化验等于一体的工程样机撬装结构。论文完成了管式轴向入口旋流预脱水器自主设计研发的前期基础性工作,为高含水油井采出液的高效预分水提供了切实可行的技术解决方案。
王文涛[8](2020)在《多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究》文中研究指明当车辆行驶在有表面径流的沥青路面上时,轮胎会驱使水对路面结构不断“挤压”和“抽吸”,加剧了沥青路面结构动态响应的不利受力状态,所形成的动态孔隙水压力(以下简称“动水压力”)环境会不断侵蚀沥青材料,最终发展为水损害,影响沥青路面整体的服役性能与寿命。动水压力环境造成沥青路面破坏的严重性已逐渐为人们所意识到,但现有相关研究仍存在许多不完善和不足之处,特别是针对多因素耦合作用下的影响规律仍缺乏系统性地深入探索。为进一步揭示动水压力对沥青路面破坏的影响,本文采用数值模拟、足尺加速加载试验和多尺度室内试验等手段,探索了路面干燥与饱水状态下结构动态响应的差异,研究了动水压力量级和作用时间、水温等因素对沥青混合料力学性能的影响,并从多个尺度分析了动水压力环境造成沥青材料失效的机理。通过围绕动水压力对沥青路面破坏的影响所开展的系统研究,得出的主要研究结论如下:(1)采用ABAQUS模拟了干燥与饱水状态下沥青路面结构的动态响应规律。水的存在会使得沥青路面结构动态响应变得更复杂。车辆荷载增大会显着提升应力、应变与孔隙水压力等指标的幅值。正、负孔隙水压力的量级会随着车速增长而明显增大;两种状态的应力幅值均会随着车速增长而逐渐降低,但干燥状态应力幅值下降趋势会对车速更敏感;竖向应变幅值在不同结构层呈现不同增减趋势;饱水状态反而使得横向应变在中下面层缓慢增大。(2)足尺加速加载试验系统可实现对车辆轮胎加载横向位置的精准控制。饱水状态下沥青路面结构动态响应会相较于干燥状态具有更大的信号指标幅值,应力应变信号会随着车辆荷载缓慢增加,但会随车辆速度相对更快地降低。动水压力对车辆速度相较于车辆荷载会具有更大的敏感性。车辆前、后轴车轮所产生动水压力会存在较大量级差异,主要是由于前轮将路表水挤压至轮迹两侧所造成。(3)数值模拟与现场实测的路面结构动态响应指标幅值,以及动水压力的场域分布特征显示出一致性的规律,从而验证了本文所建立有限元模型模拟现场路面在不同状态下动态响应情况的有效性。进一步地,基于足尺加速加载试验,提出了沥青路面结构动水压力预测模型,将轮胎接地荷载参数纳入模型中,提高了动水压力预测的精确性。(4)动水压力环境会造成沥青混合料力学性能衰退,其侵蚀能力介于静态浸水和冻融等水环境之间,有时甚至会比冻融环境更为严苛。动水压力环境因素对沥青混合料高温力学性能影响程度排序为:水的温度>动水压力量级>环境作用时间。提出一套沥青混合料动水压力环境敏感性试验评价方法:采用水敏感性测试仪,按照60℃-0.345 MPa-4000 Cycles代表性参数组合来模拟动水压力环境,再采用单轴贯入强度试验结合开裂功密度临界值指标,评价沥青混合料残留力学性能。(5)采用弯曲梁流变方法测试沥青混合料(Hot Mix Asphalt,记为HMA)低温力学性能,发现其蠕变柔量主曲线会随着动水压力环境的恶劣程度加剧而逐渐上移,松弛模量主曲线则会逐渐下移。HMA中的细集料沥青混合料组分(Fine Aggregate Mixture,记为FAM)抵抗水损害的能力强弱,对于HMA整体抵抗动水压力环境损伤能力具有显着影响。FAM的黏性性质会随着动水环境恶劣程度加剧而逐渐增大,但会有一个上限值。侵蚀程度较小的动水压力环境会使得HMA黏性增大,但其会随着环境恶劣程度增大而倾向于表现出更多弹性性质,这主要归功于其内部粗集料骨架的存在。(6)动水压力环境会造成沥青材料所依据表面能参数所计算出的水稳定性指标下降,且沥青与不同酸、碱性集料之间的组合会表现出不同的水敏感性。对于经过动水压力模拟环境作用后的沥青材料,通过分析其傅里叶红外光谱中所代表不同官能团和化学键的不同波数范围吸收峰强度变化情况,验证了动水压力环境会相较于静态浸水和冻融环境而对沥青试样造成更大的侵蚀效果,且影响程度会随着动水压力模拟环境作用持续时间增加而变大。基于以上研究,本文采用多种技术手段,从多个尺度系统地分析车辆加载因素和动水压力环境因素分别对沥青路面结构动态响应和材料力学性能所造成的影响,探索了沥青混合料及其组分在不同尺度下受动水压力侵蚀的失效机理,进而为针对动水压力环境造成沥青路面破坏科学问题的研究奠定了一定的理论与试验基础。
冯双喜[9](2020)在《动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究》文中指出随着城市化进程的不断深入,我国城乡基础设施建设进入全新的纵向立体化开发与利用阶段,工程安全和环境安全已经成为软黏土地区重大基础设施建设的根本要求。研究表明,软黏土的不良工程特性和复杂的建设环境是引发工程事故的关键所在,一旦出现严重的工程事故,将引起巨大的经济损失,对周边环境和社会产生恶劣影响。在复杂的建设和服役环境中,软黏土承受动应力场和渗流场耦合(动渗耦合)作用,其力学行为与单一动应力场和静应力场不同,呈现出复杂性和不确定性,因此,合理评价动渗耦合条件下软黏土的变形特性并开展软黏土沉降预测研究,是最大限度地降低或者避免岩土及地下工程灾变的重要保障。以滨海软黏土为研究对象,软黏土变形为研究问题核心,从滨海软黏土基本工程特性出发,重点研究动渗耦合条件下软黏土变形规律,建立了动渗耦合作用下软黏土的本构关系,结合工程实践,提出了动渗耦合条件下软黏土地基承受不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等多因素耦合的沉降预测公式,并基于多因素耦合沉降预测公式和灰色预测理论开发了动渗耦合条件下软黏土地基沉降预测程序。研究成果有助于提升我国软黏土地基变形合理评价和有效控制方面的科技水平,为软黏土地区工程建设的安全预测、评判和正常工作提供科学计算方法和理论依据。首先,开展了滨海软黏土工程特性分析,从沉积历史、矿物成分、微观结构出发,开展了一系列室内外试验,对滨海软黏土工程特性进行了评价。重点分析了滨海软黏土的强度、渗透和变形特性,建立了滨海地区实用性参数指标关联关系。针对强度特性,重点分析了不排水抗剪强度与深度、塑性指数等指标经验关系;针对渗透特性,研究了渗透系数与孔隙比、固结压力的相关性,分析了渗透系数各向异性系数变化规律;针对变形特性,重点分析了压缩指数、固结系数、固结比、次固结系数与基本物性指标的关联关系。研究结果为动渗耦合条件下软黏土的力学响应分析提供数据参考。其次,开展动渗耦合的三轴试验,系统研究了渗透压、动应力比和循环次数对软黏土渗透和变形特性的影响。对比分析了静应力场和动渗耦合条件下软黏土的渗透特性,建立了在动渗耦合条件下渗透系数与渗透压、动应力比和循环次数的预测关系式。此外,对比分析了单一动应力场和动渗耦合条件下软黏土的滞回特性、动弹性模量和累积变形特性。提出了动渗耦合条件下动模量与循环次数的经验表达式,为动渗耦合条件下本构模型构建提供理论基础。然后,结合动渗耦合条件下软黏土的应力-应变特性,在临界状态理论和边界面理论的框架下,通过在边界面方程中考虑了先期固结压力与渗透系数关系,提出了一种广义的边界面方程,利用一致性条件获取了加载面的塑性模量,建立了动渗耦合条件下可综合反映软黏土累积变形、滞回特性和循环弱化特性的弹塑性本构模型。采用Fortran语言二次开发了UMAT子程序,并与试验结果对比,验证了模型正确性。最后,选取承受交通荷载和反复水位变化的滨海地区典型软黏土路基工程,将动渗耦合弹塑性本构模型与ABAQUS数值软件结合,开展了现场监测试验和数值模拟分析,重点研究了软黏土地基的中心沉降、分层沉降、路堤差异沉降、超静孔隙水压力等,验证了数值模型的正确性。结合数值模拟结果,分析了不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等因素对软黏土地基中心沉降的影响,采用双曲线拟合方法建立了多因素耦合的沉降预测表达式。基于灰色理论和多因素耦合预测公式,采用Visual Basic(VB)开发了动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序,实现了灰色预测、多因素耦合软黏土地基沉降预测功能,预测误差控制在5%范围内,实现了沉降精准预测目标。研究成果可推广应用滨海地区类似软黏土路基工程,为动渗耦合条件下软黏土沉降变形精准防控提供理论和技术支撑。
戚威盛[10](2020)在《内置导流筒旋流澄清器分离性能研究》文中研究指明随着煤矿开采程度的加快、加深,矿井废水逐渐呈现悬浮物含量高、粒级细、比重轻等新特点,加重了处理过程中的设备负荷,提高了运行成本。针对此类问题,本文提出“静态混合器+内置导流筒旋流澄清器”的矿井水处理新工艺。在处理过程中利用重介质(微砂)加强絮体比重、强度,在内置导流筒旋流澄清器离心力场、重力场的基础上实现泥水快速沉降分离。通过理论分析、数值模拟的方法对内置导流筒旋流澄清器内部水体流场特性与颗粒相互作用情况进行探究,通过沉降分离试验探究操作参数与结构参数对分离性能的影响规律,完善旋流分离理论,指导内置导流筒旋流澄清器在工业领域中的应用。以混凝动力学、旋流分离等理论为基础,推导内置导流筒装置的结构参数计算方法。建立内置导流筒旋流澄清器内流体运动方程,对复合力场下的微砂絮体进行受力分析,得出内置导流筒旋流澄清器絮凝区内微砂絮体粒径分布规律。利用Fluent对澄清器内部流场进行数值模拟,全面分析了进口速度、内置导流筒外径、内置导流筒插入深度、内置导流筒倾斜角对流场中速度、湍动能、湍动能耗散率的影响规律。结果表明:适当增加进口速度可以提高初始剪切强度,有利于絮体絮凝;适当增加插入深度可以延长水力沿程,有利于絮体生长;适当增加倾斜角可以减小速度梯度变化差值,避免大絮体破碎;适当增大外径可以提高初始速度梯度,有利于絮体絮凝。综合分析,选取最优参数组合:进口速度0.93m/s,插入深度50mm、倾斜角2°、外径180mm。通过试验对内置导流筒旋流澄清器的分离性能进行研究,对旋流澄清器有、无内置导流筒进行对比试验,通过单因素试验分析了不同操作参数,结构参数对分离性能的影响规律,并对比较重要的参数进行正交试验研究,得到最优参数组合。试验结果表明:内置导流筒旋流澄清器对比普通旋流澄清器处理性能显着提高,SS(悬浮物)稳定在50mg/L以下,悬浮物去除率稳定在95%以上,适当增大进口速度,有利于提高出水水质,但过大的进口速度则对絮体造成破坏;随着倾斜角度、插入深度、外径的增加,溢流出水水质呈现先降低后升高的变化趋势;随着筒体高度的增加,溢流出水水质呈现先降低后逐渐趋于稳定的变化趋势。通过正交试验得进口速度0.93 m/s、外径180mm、插入深度50mm、倾斜角2°时,SS(悬浮物)可降低到36.2 mg/L,浊度可降低为7.7NTU,溢流颗粒数为12010个/ml。影响澄清器分离性能的主次顺序为:进口速度>外径>倾斜角>插入深度。在理论及试验研究的基础上,对宁夏某矿高达1000mg/L的矿井废水进行了工业试验研究,澄清系统预计处理量5m3/h,运行结果表明出水SS(悬浮物)稳定在10mg/L以下,底流浓度10%以上,实现矿井废水高效处理和底泥的快速回收,为矿井水高效处理系统的设计及模拟放大提供了设计依据。
二、水力及水力大小对比仪(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水力及水力大小对比仪(论文提纲范文)
(1)基于梯级沟渠系统的农业非点源污染控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 研究目的与意义 |
1.3 研究进展 |
1.3.1 农业面源污染控制措施 |
1.3.2 沟渠去除农业面源污染物的迁移转化机理 |
1.3.3 沟渠去除农业面源污染物的影响因素 |
1.4 研究内容和技术路线 |
2 研究区概况与实验方案 |
2.1 研究区概况 |
2.2 样品分析方法 |
2.3 主要实验仪器与药品 |
2.4 实验方案概述 |
2.4.1 梯级沟渠农业非点源污染控制室内模拟实验 |
2.4.2 梯级沟渠农业非点源污染控制野外实验 |
2.4.3 沟渠底泥干湿交替模拟研究 |
2.5 数据处理与分析 |
3 不同特征沟渠污染物变化特征 |
3.1 王家坝河道沟渠污染物变化特征 |
3.1.1 采样布点 |
3.1.2 沟渠主要理化性质 |
3.1.3 主要污染物变化特征 |
3.2 农田沟渠污染物特征 |
3.2.1 采样布点 |
3.2.2 沟渠主要理化性质 |
3.2.3 主要污染物变化特征 |
3.3 南照镇河道支流沟渠污染物变化特征 |
3.3.1 采样布点 |
3.3.2 沟渠主要理化性质 |
3.3.3 主要污染物变化特征 |
4 梯级沟渠控制农业非点源污染物实验室模拟研究 |
4.1 室内实验设计 |
4.1.1 梯级沟渠设计 |
4.1.2 实验用水 |
4.1.3 室内实验设计 |
4.1.4 取样设计 |
4.2 氮在梯级沟渠的迁移转化 |
4.2.1 氮的沿程变化规律 |
4.2.2 氮随时间变化规律 |
4.2.3 氮的垂向传输变化 |
4.3 磷在梯级沟渠的迁移转化 |
4.3.1 磷的沿程变化规律 |
4.3.2 磷随时间变化规律 |
4.3.3 磷的垂向传输变化 |
4.4 环境变化对梯级沟渠截留污染物的影响 |
4.4.1 温度 |
4.4.2 酸碱度 |
4.4.3 水力停留时间 |
4.5 小结 |
5 梯级沟渠控制农业非点源污染物野外实验研究 |
5.1 梯级沟渠野外实验设计 |
5.1.1 梯级沟渠野外实验场地 |
5.1.2 梯级沟渠野外实验设计与取样 |
5.2 主要污染物沿程含量变化 |
5.2.1 梯级沟渠主要样品理化性质 |
5.2.2 梯级沟渠水体主要污染物含量变化 |
5.2.3 梯级沟渠底泥主要污染物含量变化 |
5.3 梯级沟渠强化措施设计 |
5.4 小结 |
6 沟渠底泥干湿交替室内模拟研究 |
6.1 沟渠底泥覆水实验设计 |
6.1.1 处理设计与样品采集 |
6.1.2 培养方法 |
6.2 干湿交替对底泥基本理化性质影响特征 |
6.2.1 原状底泥理化性质 |
6.2.2 秸秆混合底泥理化性质 |
6.3 不同基质底泥氮磷变化特征 |
6.3.1 原状底泥氮磷变化 |
6.3.2 秸秆混合底泥氮磷变化 |
6.4 主要污染物变化分析 |
6.4.1 不同实验条件污染物含量变化对比 |
6.4.2 不同强度实验底泥氮磷的分子荧光分析 |
6.4.3 影响氮磷在底泥中含量的相关性分析 |
6.5 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 存在的问题及展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(2)煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 注浆技术研究现状 |
1.2.2 注浆材料研究现状 |
1.2.3 注浆理论研究现状 |
1.2.4 注浆模拟试验研究现状 |
1.2.5 注浆效果评价研究现状 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 煤层底板突水灾害动水治理影响因素与模式 |
2.1 煤层底板突水灾害动水治理影响因素 |
2.1.1 矿井淹没水位对动水治理的影响 |
2.1.2 突水因素对动水治理的影响 |
2.1.3 井巷空间位置对动水治理的影响 |
2.2 煤层底板突水灾害动水治理模式 |
2.2.1 巷道突水灾害动水治理模式 |
2.2.2 工作面突水灾害动水治理模式 |
2.3 本章小结 |
3 过水巷道动水快速截流主控因素与概念模型 |
3.1 过水巷道动水快速截流典型案例 |
3.1.1 单孔单袋控制注浆案例 |
3.1.2 单孔双袋控制注浆案例 |
3.2 过水巷道动水快速截流主控因素 |
3.3 过水巷道动水快速截流涌水与阻水模型 |
3.3.1 突水通道涌水模型 |
3.3.2 过水巷道阻水模型 |
3.4 过水巷道动水快速截流注浆建造水力模型 |
3.4.1 保浆袋水力模型 |
3.4.2 阻水段水力模型 |
3.5 本章小结 |
4 过水巷道动水快速截流模拟试验系统研发 |
4.1 模拟试验系统设计原理 |
4.1.1 模拟试验意义与目的 |
4.1.2 相似准则与设计原理 |
4.2 模拟试验功能系统设计 |
4.2.1 功能要求 |
4.2.2 概念设计 |
4.3 模拟试验设备系统组成 |
4.3.1 系统设计 |
4.3.2 设备组成 |
4.4 模拟试验流程与功能验证 |
4.4.1 试验流程 |
4.4.2 功能验证 |
4.5 本章小结 |
5 过水巷道动水快速截流模拟试验 |
5.1 浆液结石体特性配比试验 |
5.1.1 浆液初凝时间与结石率配比试验 |
5.1.2 浆液结石体强度配比试验 |
5.2 保浆袋囊变形移动规律及其对巷道流场变化特征试验 |
5.3 保浆袋囊对骨料快速灌注作用机制试验 |
5.4 保浆袋囊对水泥-水玻璃双液浆快速封堵作用机制试验 |
5.5 不同阻水体阻水能力差异试验 |
5.6 本章小结 |
6 过水巷道动水快速截流数值模拟 |
6.1 软件简介与计算原理 |
6.1.1 软件简介 |
6.1.2 数值模拟控制方程 |
6.2 动水抛袋试验数值模拟 |
6.2.1 模型结构与参数 |
6.2.2 工况条件 |
6.2.3 保浆袋囊运移规律及巷道流场变化特征 |
6.3 保浆袋囊对阻水体快速建造机制数值模拟 |
6.3.1 模型结构与参数 |
6.3.2 工况条件 |
6.3.3 保浆袋囊对阻水体快速建造机制分析 |
6.4 不同阻水体阻水能力差异试验数值模拟 |
6.4.1 模型结构与参数 |
6.4.2 工况条件 |
6.4.3 保浆袋囊对骨料堆积体阻水能力差异分析 |
6.5 本章小结 |
7 煤层底板突水灾害预注浆效果定量评价 |
7.1 煤层底板突水灾害注浆治理工况 |
7.2 突水通道截流或突水含水层堵源预注浆效果定量评价模型 |
7.2.1 评价指标选择 |
7.2.2 评价方法选择 |
7.2.3 数学模型建立 |
7.3 突水通道截流效果定量评价 |
7.3.1 现场测试方案 |
7.3.2 测试结果定性分析 |
7.3.3 测试结果定量分析 |
7.3.4 突水通道截流效果定量评价 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)清水/饱和盐水致裂钙芒硝试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 论文的研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 钙芒硝溶解特性的研究现状 |
1.2.2 水力压裂的研究现状 |
1.2.3 岩石裂隙几何特性的研究现状 |
1.3 论文的研究意义 |
1.4 论文的研究内容 |
1.5 论文的研究方法与技术路线 |
第2章 钙芒硝力学特性试验研究 |
2.1 引言 |
2.1.1 试验室试件样品及其制备 |
2.2 抗压力学试验研究 |
2.2.1 岩石的弹塑性特征 |
2.2.2 岩石的横向变形及密度测试 |
2.2.3 岩样试验结果 |
2.3 抗拉力学试验研究 |
2.3.1 直接拉伸试验 |
2.3.2 间接拉伸试验 |
2.3.3 岩样试验结果 |
2.4 抗剪力学试验研究 |
2.4.1 岩石抗剪断强度试验 |
2.4.2 岩样试验结果 |
2.5 小结 |
第3章 钙芒硝水力压裂裂纹扩展-溶解机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 钙芒硝水压致裂裂纹扩展-溶解机理 |
3.2.1 裂缝的形成条件 |
3.2.2 裂缝的扩展准则 |
3.2.3 裂缝中水流的流动方程 |
3.2.4 岩体变形方程 |
3.2.5 裂缝溶解控制方程 |
3.2.6 钙芒硝水压致裂裂纹扩展-溶解耦合数学模型 |
3.3 小结 |
第4章 钙芒硝水力压裂试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验内容 |
4.2.1 试件的制备和仪器的安装 |
4.2.2 试验方案的设计 |
4.2.3 试验步骤 |
4.3 压裂曲线的分析 |
4.3.1 钙芒硝清水压裂曲线 |
4.3.2 钙芒硝饱和盐水压裂曲线 |
4.4 裂纹形态的分析 |
4.5 起裂压力的分析 |
4.5.1 起裂压力试验值与理论值的对比 |
4.5.2 压裂介质对起裂压力的影响 |
4.5.3 地应力对起裂压力的影响 |
4.6 小结 |
第5章 钙芒硝水力压裂裂隙几何特性试验研究 |
5.1 引言 |
5.2 岩体裂隙几何特性的数学表征 |
5.2.1 裂隙几何特性分类 |
5.2.2 裂隙表面粗糙特性表征 |
5.2.3 裂隙内部几何特征表征 |
5.3 不同条件下钙芒硝水力压裂裂纹几何特性分析 |
5.3.1 裂纹表面粗糙特性分析 |
5.3.2 裂纹内部几何特征分析 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)基于Flow-3D的偏心文丘里管测流研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 背景与意义 |
1.2 研究现状及尚待解决的问题 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 基于Flow-3D的偏心文丘里管测流的基本理论 |
2.1 偏心文丘里管的结构 |
2.2 理论基础与流量方程 |
2.2.1 不可压缩流体的流量方程 |
2.2.2 可压缩流体的流量方程 |
2.3 Flow-3D数值模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于Flow-3D的偏心文丘里管测流基础 |
3.1 试验与数值模拟的比较验证 |
3.2 Solidworks建模及Flow-3D参数设置 |
3.2.1 几何模型的构建 |
3.2.2 网格的划分 |
3.2.3 边界条件设置 |
3.2.4 模型选择与参数设定 |
3.3 网格无关性检验 |
3.4 时间步长的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 偏心文丘里管水力特性及适宜缩径比研究 |
4.1 几何模型尺寸 |
4.2 数值模拟结果 |
4.3 数值模拟结果分析 |
4.3.1 流出系数分析 |
4.3.2 压力损失分析 |
4.3.3 流场特性分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 经典与偏心文丘里管测流对比研究 |
5.1 经典文丘里管数值模拟 |
5.1.1 几何模型尺寸 |
5.1.2 数值模拟结果 |
5.2 经典与偏心文丘里管对比分析 |
5.2.1 结构对比分析 |
5.2.2 流出系数对比分析 |
5.2.3 压力损失对比分析 |
5.2.4 流场特性对比分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)介质物性参数的冷热态变化对核主泵性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 介质物性参数的变化对泵水力性能的影响 |
1.2.2 介质物性参数的变化对泵汽蚀性能的影响 |
1.2.3 叶轮几何参数的选取对泵性能的影响 |
1.2.4 叶轮水力设计及优化研究 |
1.3 课题研究目标 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 本章小结 |
第2章 模型及数值计算方法 |
2.1 流动控制方程及控制方程的离散 |
2.1.1 控制方程 |
2.1.2 控制方程的离散 |
2.2 核主泵模型及网格划分 |
2.2.1 三维模型 |
2.2.2 网格划分 |
2.3 数值计算方法 |
2.4 计算精度验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 介质物性参数变化对核主泵内流的影响机理 |
3.1 介质物性参数变化方案的设定 |
3.2 密度变化对核主泵内流的影响机理 |
3.2.1 密度变化对核主泵水力性能的影响 |
3.2.2 密度变化对叶轮内速度矢量场的影响 |
3.2.3 密度变化对叶轮内压力场的影响 |
3.2.4 密度变化对导叶内速度矢量场的影响 |
3.2.5 密度变化对压水室内流场的影响 |
3.3 动力粘度变化对核主泵内流的影响机理 |
3.3.1 动力粘度变化对核主泵水力性能的影响 |
3.3.2 动力粘度变化对叶轮内速度矢量场的影响 |
3.3.3 动力粘度变化对叶轮内压力场的影响 |
3.3.4 动力粘度变化对导叶内速度矢量场的影响 |
3.3.5 动力粘度变化对压水室内流场的影响 |
3.4 密度和动力粘度同时变化对核主泵内流的影响机理 |
3.4.1 密度和动力粘度同时变化对核主泵水力性能的影响 |
3.4.2 密度和动力粘度同时变化对叶轮内速度矢量场的影响 |
3.4.3 密度和动力粘度同时变化对叶轮内压力场的影响 |
3.4.4 密度和动力粘度同时变化对导叶内速度矢量场的影响 |
3.4.5 密度和动力粘度同时变化对压水室内流场的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 核主泵基于冷态试验的热态运行可靠性分析 |
4.1 水力性能可靠性分析 |
4.1.1 核主泵的水力性能在冷态和热态下的关系 |
4.1.2 叶轮内速度矢量场在冷态和热态下的关系 |
4.1.3 叶轮内压力场在冷态和热态下的关系 |
4.1.4 导叶内速度矢量场在冷态和热态下的关系 |
4.1.5 压水室内流场在冷态和热态下的关系 |
4.2 压力脉动特性分析 |
4.2.1 非定常数值计算方法及监测点设置 |
4.2.2 叶轮内压力脉动特性在冷态和热态下的关系 |
4.2.3 导叶内压力脉动特性在冷态和热态下的关系 |
4.2.4 叶轮与导叶之间的间隙压力脉动特性在冷态和热态下的关系 |
4.2.5 压水室内的压力脉动特性在冷态和热态下的关系 |
4.3 本章小结 |
第5章 介质物性参数变化对叶轮水力性能优化的影响 |
5.1 叶轮水力优化方案的设定 |
5.2 基于叶片入口角调控的叶轮水力性能优化研究 |
5.2.1 叶片入口角变化对冷态和热态下叶轮水力性能的影响 |
5.2.2 叶片入口角变化对冷态和热态下叶轮速度矢量场的影响 |
5.2.3 叶片入口角变化对冷态和热态下叶片表面压力的影响 |
5.3 基于叶片出口角调控的叶轮水力性能优化研究 |
5.3.1 叶片出口角变化对冷态和热态下叶轮水力性能的影响 |
5.3.2 叶片出口角变化对冷态和热态下叶轮速度矢量场的影响 |
5.3.3 叶片出口角变化对冷态和热态下叶片表面压力的影响 |
5.4 基于叶片入口角和出口角同时调控的叶轮水力性能优化研究 |
5.4.1 入口角和出口角同时变化对冷态和热态下叶轮水力性能的影响 |
5.4.2 入口角和出口角同时变化对冷态和热态下叶轮速度矢量场的影响 |
5.4.3 入口角和出口角同时变化对冷态和热态下叶片表面压力的影响 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
(6)网格絮凝池涡流场数值模拟方法的对比研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 本文研究背景、目的意义及课题来源 |
1.1.1 研究的背景 |
1.1.2 目的及意义 |
1.1.3 课题的来源 |
1.2 网格絮凝池的发展历程、研究现状及所存在的问题 |
1.2.1 网格絮凝池发展历程 |
1.2.2 网格絮凝池研究现状 |
1.2.3 网格絮凝池的研究中存在的问题 |
1.3 本文研究内容、解决问题与技术路线图 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 论文解决问题 |
1.3.3 技术路线图 |
2 理论基础和文献综述 |
2.1 湍流研究 |
2.1.1 湍流理论 |
2.1.2 Fluent中的湍流模型 |
2.1.3 湍流流场常规指标 |
2.2 PIV流场测量技术 |
2.2.1 PIV技术简介 |
2.2.2 PIV流场数据获取 |
2.3 絮凝动力学 |
2.3.1 传统絮凝动力学理论 |
2.3.2 微涡旋絮凝动力学理论 |
2.4 涡旋识别方法 |
2.4.1 涡旋识别方法 |
2.4.2 涡旋识别方法的比较 |
2.4.3 涡旋研究现状 |
3 实验系统及分析方法 |
3.1 网格絮凝池流场PIV测量系统 |
3.1.1 网格絮凝池流场PIV测量装置 |
3.1.2 竖井3 拍摄位置及测量数据 |
3.1.3 实验模型比尺 |
3.2 网格絮凝池流场Fluent模拟系统 |
3.2.1 模拟的模型简介 |
3.2.2 建模及计算设置 |
3.3 网格絮凝池流场数值模拟分析方法 |
3.3.1 实验与模拟的流场对比验证方法 |
3.3.2 数值模拟网格池涡流场研究的变化条件 |
3.3.3 数值模拟网格絮凝池涡流场研究方法 |
4 Fluent模拟与PIV实测对比验证 |
4.1 稳态模拟与PIV实测对比验证 |
4.1.1 合速度对比 |
4.1.2 涡量对比 |
4.1.3 网格无关性验证 |
4.2 瞬态模拟与PIV实测对比验证 |
4.2.1 合速度对比 |
4.2.2 涡量对比 |
4.2.3 时间独立性验证 |
4.3 本章小结 |
5 网格絮凝池稳态模拟与瞬态模拟流场的常规指标对比研究 |
5.1 稳态模拟与瞬态模拟流场流速分析与对比 |
5.1.1 流速分布矢量图对比分析 |
5.1.2 流速横向分量u的横向变化 |
5.1.3 流速纵向分量v的横向变化 |
5.1.4 对比总结 |
5.2 稳态模拟与瞬态模拟流场的湍流动能分析与对比 |
5.2.1 湍流动能云图对比分析 |
5.2.2 湍流动能均值分析 |
5.2.3 湍流动能最大值分析 |
5.2.4 对比总结 |
5.3 稳态模拟与瞬态模拟流场的湍耗散分析与对比 |
5.3.1 湍耗散云图对比 |
5.3.2 湍耗散均值分析 |
5.3.3 湍耗散最大值分析 |
5.3.4 对比总结 |
5.4 本章小结 |
6 网格絮凝池稳态模拟与瞬态模拟流场的涡旋特性对比研究 |
6.1 稳态模拟与瞬态模拟流场涡旋分布 |
6.1.1 稳态模拟流场涡旋云图分析 |
6.1.2 瞬态模拟流场涡旋云图分析 |
6.1.3 对比总结 |
6.2 稳态模拟与瞬态模拟流场涡旋大小 |
6.2.1 稳态模拟流场涡旋大小分析 |
6.2.2 瞬态模拟流场涡旋大小分析 |
6.2.3 对比总结 |
6.3 稳态模拟与瞬态模拟流场涡旋数量 |
6.3.1 稳态模拟流场涡旋数量分析 |
6.3.2 瞬态模拟流场涡旋数量分析 |
6.3.3 对比总结 |
6.4 稳态模拟与瞬态模拟流场涡旋强度 |
6.4.1 稳态模拟流场涡旋强度分析 |
6.4.2 瞬态模拟流场涡旋强度分析 |
6.4.3 对比总结 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
(7)管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 油水分离技术的国内外研究现状 |
1.2.1 重力式分离技术与设备 |
1.2.2 超重力式分离技术与设备 |
1.2.3 组合式分离技术与设备 |
1.2.4 小结 |
1.3 液液静态水力旋流器的研究进展 |
1.3.1 水力旋流器的工作原理及其分类 |
1.3.2 水力旋流器在油田的分类应用研究情况 |
1.3.3 水力旋流器的工程放大设计研究 |
1.3.4 静态水力旋流器的研究方法及进展 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 管式轴向入口旋流预脱水器的初步设计研究 |
2.1 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计 |
2.1.1 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计方法 |
2.1.2 管式轴向入口旋流预脱水器主体结构设计 |
2.2 管式轴向入口旋流预脱水器静态起旋叶片设计 |
2.2.1 静态起旋叶片概述 |
2.2.2 静态起旋叶片设计 |
2.3 管式轴向入口旋流预脱水器入口形式设计 |
2.4 管式轴向入口旋流预脱水器叶片载体设计 |
2.5 室内样机与工程样机的初步结构设计 |
2.6 本章小结 |
第三章 室内样机的数值模拟优化设计研究 |
3.1 CFD数值模拟方法的建立 |
3.1.1 三维建模及网格划分 |
3.1.2 Fluent数值模拟方法 |
3.1.3 网格独立性验证、计算时长的确定 |
3.1.4 数值模拟性能评价方法 |
3.1.5 设计方法可靠性验证 |
3.2 不同静态起旋叶片下旋流预脱水器的数值模拟研究 |
3.2.1 内部流场分析 |
3.2.2 截面分离(混合)程度分析 |
3.3 室内样机的全因素、多目标结构优化 |
3.3.1 响应曲面法(RSM)概述 |
3.3.2 CCD试验设计 |
3.3.3 试验结果数据分析 |
3.3.4 基于RSM的多目标优化设计 |
3.4 操作参数和物性参数对分离特性的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 管式轴向入口旋流预脱水器样机的室内实验研究 |
4.1 室内实验平台的设计搭建 |
4.1.1 室内实验工艺流程与实验方法 |
4.1.2 性能评价指标 |
4.2 室内实验测试分析方法 |
4.2.1 含油浓度测量方法与仪器 |
4.2.2 样品萃取方法 |
4.2.3 油滴粒径测量方法 |
4.3 不同静态起旋叶片分离性能的验证分析 |
4.3.1 油滴粒径分析 |
4.3.2 压降(比)对比分析 |
4.3.3 分离性能对比分析 |
4.3.4 性能崩溃点分析 |
4.3.5 工况可操作区间对比分析 |
4.4 两种不同入口旋流器分离性能对比研究 |
4.4.1 两种不同入口旋流器结构参数描述 |
4.4.2 油滴粒径分析 |
4.4.3 分流比对分离性能的影响 |
4.4.4 分流比对压降的影响 |
4.5 操作参数和物性参数对分离性能的影响 |
4.5.1 操作参数对分离性能的影响 |
4.5.2 物性参数对分离性能的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 管式轴向入口旋流预脱水器工程样机设计研究 |
5.1 管式轴向入口旋流预脱水器工程样机工艺流程设计 |
5.2 管式轴向入口旋流预脱水器单体理论结构设计 |
5.2.1 管式轴向入口旋流预脱水器单体理论结构设计 |
5.2.2 管式轴向入口旋流预脱水器单体优化设计 |
5.3 管式轴向入口旋流预脱水器单体相似放大设计 |
5.3.1 相似理论概述 |
5.3.2 管式轴向入口旋流预脱水器相似放大方法 |
5.3.3 两种管式轴向入口旋流预脱水器相似放大设计 |
5.4 两种设计方法对比和工程样机方案确定 |
5.4.1 两种设计方法的分离性能分析对比 |
5.4.2 工程样机单体设计方案确定 |
5.5 工程样机系统总体设计 |
5.5.1 罐体封头等结构设计 |
5.5.2 工程样机多体并联设计 |
5.5.3 撬装结构设计与造型 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
符号说明 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
(8)多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 研究现状分析 |
2.1 动水压力环境引起沥青路面破坏的机理分析 |
2.1.1 宏观尺度机理 |
2.1.2 微观尺度机理 |
2.2 动水压力环境对沥青路面结构动态响应影响的研究现状 |
2.2.1 基于数值模拟的相关研究现状 |
2.2.2 基于传感器监测的相关研究现状 |
2.3 动水压力环境对道路沥青材料服役性能影响的研究现状 |
2.3.1 传统评价水损害的试验方法 |
2.3.2 考虑动水压力环境评价水损害的试验方法 |
2.3.3 动水压力环境引起水损害的多尺度试验研究现状 |
2.4 当前动水压力相关研究存在的局限与不足 |
2.5 本文拟解决的关键科学问题、研究内容及技术路线 |
2.5.1 拟解决的关键科学问题 |
2.5.2 主要研究内容 |
2.5.3 技术路线 |
3 动水压力环境影响沥青路面结构动态响应的数值模拟研究 |
3.1 理论基础 |
3.2 有限元模型的建立 |
3.2.1 沥青路面结构与材料参数 |
3.2.2 边界条件与加载模型 |
3.3 模拟动态响应指标的时程变化特性分析 |
3.4 模拟动态响应指标的幅值随车速、车载变化规律 |
3.5 模拟动态响应指标的空间分布规律 |
3.5.1 竖向分布 |
3.5.2 横向分布 |
3.6 有限元模型的验证 |
3.7 本章小结 |
4 动水压力环境影响沥青路面结构动态响应的现场试验研究 |
4.1 基于足尺加速加载的沥青路面结构动态响应监测现场试验 |
4.1.1 足尺加速加载试验系统介绍 |
4.1.2 现场试验段准备 |
4.1.3 现场试验方案 |
4.1.4 监测信号处理 |
4.2 现场试验数据分析 |
4.2.1 应力、应变指标随加载参数变化规律 |
4.2.2 前、后轴车轮产生动水压力对比分析 |
4.3 饱水沥青路面结构产生动水压力信号的横向场域分布特征 |
4.4 饱水沥青路面结构产生动水压力的预测模型 |
4.5 本章小结 |
5 动水压力环境对沥青混合料力学性能的影响研究 |
5.1 水环境模拟试验方法及沥青材料情况 |
5.1.1 水环境模拟试验方法 |
5.1.2 试验用原材料基本性能 |
5.2 力学强度 |
5.3 高温稳定性 |
5.3.1 试验设计 |
5.3.2 试验及分析方法 |
5.3.3 试验结果及分析 |
5.4 低温抗裂性 |
5.4.1 试验设计 |
5.4.2 试验及分析方法 |
5.4.3 试验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
6 动水压力环境造成道路沥青材料失效的机理研究 |
6.1 沥青混合料的组分敏感性 |
6.1.1 试验设计 |
6.1.2 试验及分析方法 |
6.1.3 试验结果及分析 |
6.2 沥青的表面能参数变化 |
6.2.1 试验设计 |
6.2.2 试验及分析方法 |
6.2.3 试验结果及分析 |
6.3 沥青的官能团和化学键变化 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录A 基于Matlab获取现场监测信号特征点的程序 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 软黏土动力特性与渗透特性 |
1.2.2 多场耦合下软黏土变形特性 |
1.2.3 软黏土本构模型 |
1.2.4 软黏土沉降预测 |
1.3 研究内容和研究方法 |
1.4 创新点与技术路线 |
1.4.1 创新点 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 滨海软黏土工程特性试验分析 |
2.1 概述 |
2.2 基本物理特性 |
2.2.1 沉积历史 |
2.2.2 矿物成分 |
2.2.3 微观结构特征 |
2.3 软黏土强度特性 |
2.4 软黏土渗透特性 |
2.5 软黏土变形特性 |
2.5.1 压缩指标 |
2.5.2 固有压缩曲线和沉积压缩曲线 |
2.5.3 固结系数 |
2.5.4 超固结比 |
2.5.5 次固结特性 |
2.6 本章小结 |
第3章 考虑渗流作用的软黏土动力变形与渗透特性试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 试验设计与试验方案 |
3.2.1 试验土样 |
3.2.2 试验仪器和步骤 |
3.2.3 试验方案 |
3.3 试验结果分析 |
3.3.1 动渗耦合作用下软黏土渗透特性 |
3.3.2 动渗耦合作用下软黏土动力变形特性 |
3.4 本章小结 |
第4章 动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究 |
4.1 概述 |
4.2 本构模型建立 |
4.2.1 弹性应变增量 |
4.2.2 正常固结线和临界状态线 |
4.2.3 边界面方程 |
4.2.4 硬化规律与一致性条件 |
4.3 模型参数确定 |
4.4 模型UMAT实现 |
4.5 本章小结 |
第5章 动渗耦合作用下软黏土地基沉降预测数值模拟研究 |
5.1 概述 |
5.2 动渗耦合作用下软黏土地基沉降现场试验分析 |
5.2.1 工程概况 |
5.2.2 现场监测布置 |
5.2.3 试验结果分析 |
5.3 动渗耦合作用软黏土地基沉降数值模拟分析 |
5.3.1 模型建立 |
5.3.2 数值结果与监测结果对比 |
5.3.3 影响因素分析 |
5.3.4 沉降预测方法对比分析 |
5.3.5 多因素耦合沉降预测公式建立 |
5.4 动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序设计 |
5.4.1 界面设计 |
5.4.2 程序调试 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录-程序 |
附录 A:动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究 |
附录 B:考虑动荷载与渗流多影响因素的软黏土地基变形预测模型 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(10)内置导流筒旋流澄清器分离性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 主要研究工作 |
2 理论基础及系统设计 |
2.1 微砂絮凝理论分析 |
2.2 澄清器基本理论 |
2.3 微砂絮体的动力学分析 |
2.4 内置导流筒旋流澄清器性能评价指标 |
2.5 本章小结 |
3 内部流场数值模拟 |
3.1 数值模拟理论基础 |
3.2 几何建模与网格划分 |
3.3 流场模拟结果与分析 |
3.4 本章小结 |
4 分离性能试验 |
4.1 试验装置及方案 |
4.2 旋流澄清器分离性能试验 |
4.3 本章小结 |
5 工业试验 |
5.1 矿井水处理工艺试验研究 |
5.2 长期运行试验 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
四、水力及水力大小对比仪(论文参考文献)
- [1]基于梯级沟渠系统的农业非点源污染控制研究[D]. 孙锐. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]煤层底板突水灾害动水快速截流机理及预注浆效果定量评价[D]. 杨志斌. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
- [3]清水/饱和盐水致裂钙芒硝试验研究[D]. 邵震. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]基于Flow-3D的偏心文丘里管测流研究[D]. 沈亚龙. 扬州大学, 2021(08)
- [5]介质物性参数的冷热态变化对核主泵性能影响的研究[D]. 吕雪. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]网格絮凝池涡流场数值模拟方法的对比研究[D]. 谭利鹏. 兰州交通大学, 2021(02)
- [7]管式轴向入口旋流预脱水器的设计与实验研究[D]. 白春禄. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [8]多因素耦合动态孔隙水压力对沥青路面破坏的影响研究[D]. 王文涛. 北京科技大学, 2020(01)
- [9]动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究[D]. 冯双喜. 天津大学, 2020(01)
- [10]内置导流筒旋流澄清器分离性能研究[D]. 戚威盛. 山东科技大学, 2020