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自相似结构微通道热沉内部流动特性及结构优化

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机械工程学报 2018年第14期54卷 185-190,197页

作者：王喆刘洪涛莫政宇谢果唐继国孙立成四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

电子设备高度集成化导致其发热功率同步大幅增加,需要更高效的冷却技术解决其散热问题。自相似微通道热沉(Self-similarity micro-channel heat sink,SSHS)是近几年提出的一种新型微通道换热结构,与一般的微通道热沉相比,具有更好的换... 详细信息

电子设备高度集成化导致其发热功率同步大幅增加,需要更高效的冷却技术解决其散热问题。自相似微通道热沉(Self-similarity micro-channel heat sink,SSHS)是近几年提出的一种新型微通道换热结构,与一般的微通道热沉相比,具有更好的换热均匀性和更宽的适用性。利用数值方法对SSHS的一个完整工作单元内的流动过程进行了模拟计算,以进一步分析SSHS的综合性能,并在此基础上,改进和优化其结构参数。计算结果表明,SSHS内各溢流通道(微通道)间存在较严重的流量分配不均问题,改变溢流通道结构参数对其流量分配过程影响很小,流量分配不均是SSHS自身结构所决定的固有特性,通过将等截面分流通道结构设计改为渐縮式斜坡设计,可以减弱入口分流通道末端的滞止效应,从而可以大大缓解溢流通道间的流量分配不均匀性问题。优化计算结果表明,0.07～0.80 kg/h的流量范围内,当斜坡角度为5°时,可将溢流通道间的流量差由原来的数倍降至不超过35%,而平均流动阻力增加不超过10%。

关键词：自相似微通道热沉流动分配结构优化数值模拟

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斜槛在急流弯道控制超高的设计研究

水力发电学报 2007年第3期26卷 77-81,76页

作者：吴宇峰伍超李静四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

本文对急流弯道上的斜槛设计进行了研究。首先阐述了弯道上斜槛控制超高的原理,并根据此原理给出了斜槛的设计公式,提出斜槛的的设计方法。工程实例表明,本文给出的方法是合理的。同时对斜槛的高度、长度、形状、斜槛的间距、斜槛与水... 详细信息

本文对急流弯道上的斜槛设计进行了研究。首先阐述了弯道上斜槛控制超高的原理,并根据此原理给出了斜槛的设计公式,提出斜槛的的设计方法。工程实例表明,本文给出的方法是合理的。同时对斜槛的高度、长度、形状、斜槛的间距、斜槛与水流方向的夹角等影响设计因素进行了探讨,这有利于斜槛在实际工程中的运用。

关键词：水力学弯道斜槛设计方法

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基于贝叶斯网络的梯级水库群漫坝风险分析

工程科学与技术 2018年第3期50卷 46-53页

作者：林鹏智陈宇四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

为克服现有大坝风险分析方法多针对单库大坝、且不能有效考虑不确定性因素对风险评估结果的影响这一研究局限,本文选取能有效处理不确定性问题的贝叶斯网络理论对梯级水库群展开大坝失效风险研究。基于统计资料,结合专家经验调查法,将... 详细信息

为克服现有大坝风险分析方法多针对单库大坝、且不能有效考虑不确定性因素对风险评估结果的影响这一研究局限,本文选取能有效处理不确定性问题的贝叶斯网络理论对梯级水库群展开大坝失效风险研究。基于统计资料,结合专家经验调查法,将超标洪水、上游溃坝洪水和强地震确定为水库漫坝的关键风险因素,建立了三种因素单独、组合作用下的单库、梯级系统漫坝贝叶斯网络风险分析模型,并将其应用到大渡河流域上下相连的猴子岩-长河坝两座干流梯级上。结果表明风险源单独、组合作用下的梯级水库群的漫坝风险的量级都较小,其中猴子岩的上游溃坝洪水所致的漫坝风险量级最小,这与其上游双江口水库为干流控制性梯级的特性有关。两库均被识别为薄弱梯级,对其漫坝风险起主导作用的风险因素分别为超标洪水和强地震,这将作为系统风险防控措施制定的重要考量。通过实例应用,验证了文中所提模型在梯级水库群风险分析中的有效性。求解过程快速、有效,对风险因子间的相关性、系统薄弱梯级的识别直观、清晰,根据结果能及时掌握风险源单独或组合作用下的梯级水库群风险变化并制定相应的风险决策,有利于后续风险管理环节的迅速开展,为水利水电工程风险分析领域的研究提供了新的研究手段。

关键词：风险分析贝叶斯网络梯级水库漫坝洪水地震

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含杂质盐岩三点弯曲变形破坏特征试验研究

岩土工程学报 2018年第S2期40卷 101-106页

作者：李志成刘建锋邓朝福曾寅四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

为探究盐岩在弯曲条件下的变形破坏特征及其所受杂质含量的影响,利用四川大学MTS815岩石力学综合试验系统,对两组杂质含量不同盐岩单边直裂纹弯曲试样(SENB)进行了三点弯曲循环加卸载试验及全过程声发射同步监测。试验研究表明,含杂卤... 详细信息

为探究盐岩在弯曲条件下的变形破坏特征及其所受杂质含量的影响,利用四川大学MTS815岩石力学综合试验系统,对两组杂质含量不同盐岩单边直裂纹弯曲试样(SENB)进行了三点弯曲循环加卸载试验及全过程声发射同步监测。试验研究表明,含杂卤石杂质盐岩弯曲抗拉强度和弯曲弹模均高于纯盐岩,杂质盐岩抵抗裂纹扩展能力强于纯盐岩;盐岩的弯曲变形破坏可分为弹性变形的弹性阶段、塑性变形和裂纹起裂的屈服阶段、峰后裂纹稳定扩展阶段、残余阶段四个阶段;杂质对盐岩弯曲塑性变形与断裂破坏有很大影响。基于能量率的声发射特征参数能够较好反映盐岩弯曲条件下的变形破坏,与其变形破坏过程各阶段相对应,声发射具有阶段性特征,除弹性段外其他各阶段声发射均活跃;相比纯盐岩,由于杂质造成的摩擦以及杂质对塑性变形的弱化,杂质盐岩三点弯曲变形声发射更为活跃;声发射源三维定位揭示了盐岩三点弯曲下的损伤分布,其分布存在与应力状态有关的声发射空白区,其分布形态受杂质影响。

关键词：盐岩三点弯曲断裂韧度变形破坏声发射(AE)

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温度-应力耦合条件下膏岩渗透性试验研究

岩石力学与工程学报 2019年第9期38卷 1819-1827页

作者：张强星刘建锋曾寅廖益林徐邓朱安奇四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

为研究深地环境下能源储库膏岩盖层气密性,利用基于四川大学MTS815岩石力学试验系统改进的THM多场耦合三轴渗流测试平台,国内首次展开不同温度、不同围压条件下膏岩加载变形破坏全过程气体渗透性试验。试验结果表明:(1)天然状态下膏岩... 详细信息

为研究深地环境下能源储库膏岩盖层气密性,利用基于四川大学MTS815岩石力学试验系统改进的THM多场耦合三轴渗流测试平台,国内首次展开不同温度、不同围压条件下膏岩加载变形破坏全过程气体渗透性试验。试验结果表明:(1)天然状态下膏岩的渗透率处于10-17~10-15 m2,属于致密低渗岩体介质。(2)相同温度下,随围压增大,膏岩破坏应力–应变曲线具有脆–延性转变特征,且膏岩峰值应力不断提高;相同围压下,随温度升高,膏岩表现出热损伤及热软化效应,峰值应力逐渐降低,塑性变形能力增强。(3)膏岩初始渗透率随围压增大而降低,呈指数型递减关系,5 MPa围压下膏岩初始渗透率为4.13×10-17 m2,15,25,35 MPa围压下初始渗透率分别降低37.23%,65.86%,75.79%。(4)不同温度–应力耦合条件下膏岩渗透性均表现出先降低后升高的演化规律,岩石整体渗透率水平随温度及围压的升高不断降低。

关键词：岩石力学深地岩石工程膏岩多场耦合渗透性盖层

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梯级水库水温影响的极限

水科学进展 2020年第1期31卷 120-128页

作者：赵高磊林玲蒲迅赤梁瑞峰李克锋四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

水库的修建给防洪、发电、灌溉、供水等带来巨大经济效益的同时,也对环境产生一定的影响,尤其是水库泄流对下游河道水温的改变,扰乱下游动、植物繁殖与生长的自然节律,而梯级水库无疑将这一影响进行了放大。为研究水库梯级修建对水温的... 详细信息

水库的修建给防洪、发电、灌溉、供水等带来巨大经济效益的同时,也对环境产生一定的影响,尤其是水库泄流对下游河道水温的改变,扰乱下游动、植物繁殖与生长的自然节律,而梯级水库无疑将这一影响进行了放大。为研究水库梯级修建对水温的极限影响,构建了虚拟水库Alpha,并使Alpha水库首尾相连无限叠加,采用宽度平均的立面二维数学模型CE-QUAL-W2对梯级水库水温进行模拟。结果表明:河流梯级开发带来的水温累积影响存在极限,梯级开发使水温分层现象极大地弱化,但库区分层结构不会消失;经过22个梯级调节,水库下泄水温相对来流水温不再变化,在同一时刻、同一位置无论是表层水温还是库底水温均与上游梯级相同,库区流场也与上游流场相同;水库水温累积影响达到极限表明入流热量、出流热量完全达到平衡。

关键词：梯级水库水温累积影响极限数值模拟

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山区阶梯式河道水流阻力研究

水科学进展 2019年第5期30卷 719-726页

作者：罗铭张焕丁锐黄尔杨奉广四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,... 详细信息

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,并由不同来源的阻力分量构成了新的山区阶梯式河道水流总阻力系数公式。新公式结果表明,通过不同类型河段的野外试验数据,表面泥沙、阶梯形状以及漂石产生的阻力系数分量之和与试验测量总阻力系数数据的误差较小。随着雷诺数和阶梯单元尺寸的增加,河床表面的泥沙肤面阻力系数基本不变,阶梯式结构形成的跌落水流过渡到滑行水流,阶梯形体阻力系数逐渐变小,而较大粒径松散漂石产生的水流阻力系数只随着雷诺数的增大而减小。

关键词：山区河流阶梯式河道粗糙尺度达西阻力系数山洪

基于快速行进迎风线性插值的微震定位算法研究

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岩土力学 2019年第9期40卷 3697-3708页

作者：蒋若辰徐奴文戴峰周家文四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

准确的微震定位方法是微震监测技术进行岩体稳定性分析的基础,而初至波走时计算方法是决定微震定位精度重要因素之一。引入一种由快速行进法(fast marching methods, FMM)与线性插值射线追踪法(LTI ray tracing)改进而来的线性插值算法... 详细信息

准确的微震定位方法是微震监测技术进行岩体稳定性分析的基础,而初至波走时计算方法是决定微震定位精度重要因素之一。引入一种由快速行进法(fast marching methods, FMM)与线性插值射线追踪法(LTI ray tracing)改进而来的线性插值算法,实现了在复杂岩体中相对准确的微震初至走时计算,并在均一速度模型和Marmousi模型中得到了验证。在此基础上,采用常微分方程数值算法中的单步高精度Runge-Kutta法,得到了震源点和传感器之间的射线路径,并在分层和带空洞的岩体模型中验证了其合理性。选取最小二乘法为目标函数,通过寻找目标函数值最小的方式来获得最优节点实现微震定位。在所建立的加入地下硐室的Marmousi岩体模型中,对于预设震源点的定位结果误差分别为1.41、1.00、2.83、1.41、1.41m,验证了所提方法在复杂岩体速度模型中能够实现较准确的微震定位,为进一步提高工程岩体的微震定位精度提供了新思路。

关键词：微震定位线性插值窄带扩展 Runge-Kutta 最小二乘法

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含沙水体污染物生物降解反应动力学研究

水科学进展 2008年第5期19卷 635-639页

作者：黄文典李嘉邓云四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

以含多组分的生活污水为模拟污染物,通过实验方法对含沙水体中污染物生物降解规律进行了研究,得出了污染物生物降解速率常数与含沙量的关系式。研究结果表明:(1)低浓度污染物在含沙水体中的生物降解过程符合一级反应动力学过程;(2)对同... 详细信息

以含多组分的生活污水为模拟污染物,通过实验方法对含沙水体中污染物生物降解规律进行了研究,得出了污染物生物降解速率常数与含沙量的关系式。研究结果表明:(1)低浓度污染物在含沙水体中的生物降解过程符合一级反应动力学过程;(2)对同一粒径组泥沙而言,含沙量越大,污染物生物降解速度越快。即泥沙的存在促进了污染物的降解;(3)污染物生物降解速率常数随着含沙量的增大而增大,两者存在非线性的函数关系。含沙量增大到一定值时,降解速率常数趋于最大值。

关键词：含沙水体污染物生物降解反应动力学