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基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 17-32页

作者：蔡国庆刁显锋杨芮王北辰高帅刘韬城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。其中,计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。针对... 详细信息

随着土体渗流侵蚀研究的逐渐深入,对土颗粒流失和变形破坏机理的研究方法呈现出多尺度的特点。其中,计算流体力学-离散元耦合方法(CFD-DEM)为在细观尺度上研究流-固耦合相互作用对土体宏观力学特性的影响提供了一种行之有效的方法。针对CFD-DEM耦合方法在岩土工程领域应用现状,本文系统总结现有流-固耦合计算方法的优缺点,重点论述CFD-DEM耦合方法的建模策略,包括固相颗粒形状建模与粒间接触模型、流体相控制方程及参数计算方法,以及CFD-DEM耦合计算,并就相关问题进行深入探讨,最后提出了CFD-DEM耦合方法未来的发展方向。

关键词： CFD-DEM 流-固耦合颗粒建模流体建模流-固相互作用力

低温温差条件下不同尺寸比例钢化真空玻璃变形特征研究

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真空科学与技术学报 2024年第1期44卷 49-56页

作者：岳高伟高若琳高帅张红霞河南理工大学土木工程学院焦作454000 洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司洛阳471000

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和... 详细信息

钢化真空玻璃导热差且具有冷收缩性能,当两侧玻璃温度差异较明显时,在冷收缩作用下,导致钢化真空玻璃弯曲变形,甚至出现真空环境失效,这极大限制了钢化真空玻璃在寒带地区的推广应用。基于此,进行了低温温差下钢化真空玻璃的变形测试和数值模拟,分析了低温温差和不同尺寸比例下,钢化真空玻璃两侧玻璃之间的协同变形规律。结果表明:试验与数值模拟结果相对误差在2%以内,钢化真空玻璃热-力学耦合模型具有可靠性;低温条件下玻璃整体向上弯曲变形,中心点向内凹陷,变形与温差呈正比关系;同一温差下,钢化真空玻璃长边长度相同时,随着长宽比的减小,长边上的最大变形量会增大。能够为钢化真空玻璃在极寒地区的推广应用及生产工艺的改进提供理论依据。

关键词：钢化真空玻璃低温温差协同变形尺寸比例变形特征

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分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 120-129,157页

作者：李玲魏高帅王晶晶林红李丽霞解妙霞西安建筑科技大学机电工程学院西安710055

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规... 详细信息

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。

关键词：弹流润滑粗糙度非牛顿流体脂膜厚度分形维数

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市政雨水管网改造施工技术要点分析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第1期 36-39页

作者：高帅秦皇岛市市政服务中心河北秦皇岛066000

随着城市化发展进程的加快,为了满足城市生活的需求,对城市管网的改造提上了日程。市政雨水管网作为城市重要的排水设施,能够有效解决城市内涝问题。尤其是现代城市道路、场地多为硬化区域,无法实现天然的渗透排水,只能通过雨水管网完... 详细信息

随着城市化发展进程的加快,为了满足城市生活的需求,对城市管网的改造提上了日程。市政雨水管网作为城市重要的排水设施,能够有效解决城市内涝问题。尤其是现代城市道路、场地多为硬化区域,无法实现天然的渗透排水,只能通过雨水管网完成积水的排除。早期的城市雨水管网通常与污水合流,而且其排水能力相对较差,显然已经不能使用当前的城市发展需要。为此,本文就市政雨水管网的改造施工进行探讨,分析改造施工技术要点,为市政雨水管网施工作业提供参考。

关键词：市政雨水管网改造施工要点

不同比例全株油菜青贮替代全株玉米青贮对体外模拟瘤胃发酵参数的影响

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动物营养学报 2024年第5期36卷 3363-3372页

作者：王乐高帅张秀敏王敏郑琛王荣甘肃农业大学动物科学技术学院兰州730070 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125 湖南省畜牧兽医研究所长沙410131

本试验旨在探究不同比例全株油菜青贮替代全株玉米青贮对体外模拟瘤胃发酵总产气、氢气、甲烷和挥发性脂肪酸生成的影响。试验采用单因素试验设计,全株油菜青贮分别以0(对照)、25%、50%、75%和100%的比例替代全株玉米青贮,并选择3只装... 详细信息

本试验旨在探究不同比例全株油菜青贮替代全株玉米青贮对体外模拟瘤胃发酵总产气、氢气、甲烷和挥发性脂肪酸生成的影响。试验采用单因素试验设计,全株油菜青贮分别以0(对照)、25%、50%、75%和100%的比例替代全株玉米青贮,并选择3只装有永久性瘤胃瘘管的湘东黑山羊作为瘤胃液供体,开展72 h体外模拟瘤胃发酵试验。结果表明:1)有机物降解率、每克底物的产气量、降解每克底物的产气量、潜在最大产气量、产气速率和起始底物降解速率,甲烷的每克底物的产气量、降解每克底物的产气量、潜在最大产气量和产气速率,以及氢气的消耗速率、总挥发性脂肪酸含量和丙酸比例均随全株油菜青贮替代比例的提高呈线性降低(P<0.05);氢气的每克底物的产气量、降解每克底物的产气量、潜在最大产气量和产生速率,pH、氨态氮含量以及乙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸比例和乙酸/丙酸比值均随全株油菜青贮替代比例的提高呈线性提高(P<0.05)。2)与对照组相比,当全株油菜青贮替代比例≥50%时,有机物降解率、每克底物的产气量、降解每克底物的产气量和产气速率,甲烷的每克底物的产气量、潜在最大产气量和产气速率以及丙酸比例均显著降低(P<0.05);氢气的降解每克底物的产气量、潜在最大产气量和产气速率,pH、氨态氮含量以及乙酸、异丁酸、戊酸、异戊酸比例和乙酸/丙酸比值均显著升高(P<0.05)。综上所述,全株油菜青贮替代玉米青贮虽然会对体外模拟瘤胃发酵甲烷生成产生抑制作用,但是当替代比例为50%时,发酵底物的有机物降解率显著降低,这说明全株油菜青贮替代玉米青贮的比例不宜超过50%。

关键词：体外模拟瘤胃发酵全株油菜青贮全株玉米青贮甲烷挥发性脂肪酸

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支撑剂回流对页岩人工裂缝导流能力影响试验

中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 142-149页

作者：陈浩高帅强吴天鹏张鉴樊怀才周涛杨胜来油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610021 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

支撑剂回流对页岩人工裂缝导流能力的伤害不容忽视,须对实际应力加载条件下支撑剂回流进行定量表征。利用自主研发的导流能力测试系统,通过添加支撑剂回流腔体模块,实现压裂液返排过程中支撑剂回流的定量表征,在实验室尺度下开展不同应... 详细信息

支撑剂回流对页岩人工裂缝导流能力的伤害不容忽视,须对实际应力加载条件下支撑剂回流进行定量表征。利用自主研发的导流能力测试系统,通过添加支撑剂回流腔体模块,实现压裂液返排过程中支撑剂回流的定量表征,在实验室尺度下开展不同应力加载方式(变围压测试和变流压测试)下的页岩人工裂缝长期导流能力对比试验。结果表明:不同应力加载方式对支撑剂破碎量和嵌入量的影响相似,但变围压测试下支撑剂回流量随围压变化维持在约4.46%,与现场支撑剂回流数据不符;变流压测试下支撑剂回流量在流压20 MPa时的支撑剂回流量为20.53%,且随着流压的降低,回流量下降,与现场支撑剂的回流变量变化规律一致;忽略支撑剂的回流会导致对裂缝导流能力伤害率的计算值偏低,不利于制定施工方案;页岩人工裂缝导流能力的准确测试,应采用与实际应力加载更符合的变流压测试方法,以便更好地体现支撑剂回流对导流能力的影响。

关键词：页岩人工裂缝导流能力支撑剂回流铺砂

基于IAO-LSSVM模型的基坑周围建筑物沉降预测:以深圳华强南站地铁基坑为例

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科学技术与工程 2024年第7期24卷 2885-2892页

作者：贾磊贾世济高帅河北地质大学城市地质与工程学院石家庄050030

针对当前基坑开挖引发建筑物沉降预测模型存在精度不足、收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于改进天鹰算法(improved aquila optimizer, IAO)优化最小二乘支持向量机(least squares support vector machine, LSSVM)的建筑... 详细信息

针对当前基坑开挖引发建筑物沉降预测模型存在精度不足、收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于改进天鹰算法(improved aquila optimizer, IAO)优化最小二乘支持向量机(least squares support vector machine, LSSVM)的建筑物沉降预测模型。利用Tent混沌映射提高天鹰算法的种群多样性水平,再通过自适应权重强化算法的全阶段寻优能力;引入IAO算法优化LSSVM的正则化参数和核函数宽度,构建基于IAO-LSSVM的建筑物沉降预测模型,并将该预测模型在深圳华强南某地铁基坑工程中进行了验证。结果表明:该沉降预测模型相比于传统预测模型精度更高、收敛更快、跳出局部最优域的能力强;该模型预测值与实际沉降监测值吻合度较高,其误差在5%左右,更适合预测城市中地铁基坑开挖引起的周围建筑物沉降。

关键词：建筑物沉降预测 Tent混沌映射自适应权重改进天鹰算法最小二乘支持向量机

基于[火用]分析的伴生气凝液处理工艺改造研究

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石油石化节能与计量 2024年第7期14卷 71-75,81页

作者：高帅大庆油田有限责任公司第五采油厂

为提高油田伴生气凝液处理工艺的产品收率和经济效益,降低其运行能耗,以某油田联合站为例,利用HYSYS软件建立了仿真流程,从能量数量和质量方面出发,通过常规[火用]和高级[火用]方法分析了设备及单元间的用能情况,并采用气相分流过冷进... 详细信息

为提高油田伴生气凝液处理工艺的产品收率和经济效益,降低其运行能耗,以某油田联合站为例,利用HYSYS软件建立了仿真流程,从能量数量和质量方面出发,通过常规[火用]和高级[火用]方法分析了设备及单元间的用能情况,并采用气相分流过冷进行了流程改进和优化,对改进前后的[火用]损和[火用]效率进行了评价。结果表明,各设备的[火用]损主要来源于自身的不可逆性,可避免的内源?损在总?损中占比较大,工艺改进后,重接触塔和脱乙烷塔内的冷量利用率更高,总功率从3 943 kW降至3 725 kW,可避免的内源?损从62.1%降至50.1%。研究结果可为同类伴生气凝液处理工艺的优化提供实际参考。

关键词：伴生气内源[火用]损外源[火用]损可避免[火用]损不可避免[火用]损

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现代简约风格在别墅内部空间的创新设计体现

居舍 2024年第9期 23-26+173页

作者：高帅济南职业学院

别墅内部空间设计中营造出现代简约的风格，要着重设计元素、装饰材料、光影照明、智慧家居等空间解析及功能运用，以实现简约而不简单、高品质而不奢华的现代生活追求。本方案别墅运用简约风格设计，特色是将“少”进行到底，主要表现... 详细信息

别墅内部空间设计中营造出现代简约的风格，要着重设计元素、装饰材料、光影照明、智慧家居等空间解析及功能运用，以实现简约而不简单、高品质而不奢华的现代生活追求。本方案别墅运用简约风格设计，特色是将“少”进行到底，主要表现在设计元素、照明和原材料的选择上。颜色以黑、白、灰等无色彩倾向的颜色为主，也适当搭配其他色系。在材料选择等工艺上突出现代别墅装修的特点，更多地表现出创新的设计思想。

关键词：内部空间现代简约风装饰