分岔隧道是一種新的隧道建設型式,它一般由四車道大拱隧道或連拱隧道逐漸過渡到上下行分離式雙洞隧道,因此它同時具備標準間距的分離隧道、小凈距隧道、連拱隧道以及四車道大拱隧道等多種結構型式隧道的特點。結構型式一般分為大跨襯砌段、雙連拱襯砌段、加強襯砌段和一般襯砌段4種斷面型式。作為一種新的隧道建設型式,目前國內尚不多見,缺乏可供參考的設計、施工經驗。由于分岔隧道型式的特殊性和復雜性,施工難度和風險均較大,因此,研究施工圍巖的穩定性有著非常重要的意義。本文基于連續介質模型,通過大型有限元軟件abaqus,主要對施工過程進行數值仿真模擬,著重分析研究大拱與連拱過渡段和連拱以及小凈距過渡段施工過程中的圍巖變形和破壞特性,并得出結論,為設計施工提供參考依據。

清江水布埡水電站是清江上游擬建的一個特大型水電工程，馬崖高邊坡位于水布埡峽谷出口右側，總體地質結構具上硬下軟特征，電站導流洞及尾水洞將從馬崖高陡邊坡坡腳穿出，地下開挖主要在軟巖層中。應用ｆｉｎａｌ及ｒｏｃｋｙ程序對水布埡馬崖高陡邊坡巖體地下開挖進行數值模擬，研究了邊坡巖體內進行地下洞室開挖后邊坡力學狀態的改變及洞室巖體（含巖柱）的穩定性，基于削坡是水布埡馬崖高陡邊坡的重要整治措施之一，研究中進行了各種分步開挖工況下的削坡有效性定量研究，重要工況還同時進行了ｖｉ度地震作用下的動力作用分析。

結合我國西部某地下廠房洞室群區域地形地質條件,采用三維非線性有限元法模擬洞室群分級開挖全過程,揭示了圍巖及結構的應力場、位移場及破壞區分布規律,探明了圍巖可能的失穩部位和失穩方式以及主廠房、壓力管道、尾水調壓室及尾水洞等主要洞室分級開挖過程中的圍巖變位與穩定性,為類似工程的設計與施工提供參考。

大型地下洞室群的施工通風問題是保證安全、加快施工進度的關鍵。傳統的施工通風設計無法掌控真實通風效果,導致資源浪費。基于流體力學理論的地下洞室群施工通風三維數值模擬,能定量分析大型洞室、關鍵節點或通風洞(井)等的通風效果,為通風方案的設計和優化提供依據。

提出了包括實際工程地形的施工導流工程三維數值模擬的方法.基于catia模型設計軟件建立了蘇丹上阿特巴拉水利樞紐儒米拉大壩分期導流三維模型,實現了實際工程地形與建筑物實體的融合,真實地反映了實際工程的空間布置情況.將模型導入計算水動力學軟件flow-3d中,采用紊流雙方程中的rng模型,用truvof方法進行自由表面的追蹤,在1,000,m~3/s、5,380,m~3/s流量下,對溢洪道內部水流流速、流態、水面線、底板壓力進行了數值模擬.經過對比分析,證明了模擬結果與試驗值吻合較好,從而驗證了模型的可靠性.在取得水力學參數的基礎上,考慮建筑物附近的河床沖刷,探討了圍堰附近覆蓋層沖刷的數值模擬方法.該研究為解決復雜水利工程的三維建模問題及相關數值模擬提供了新的方法,具有一定的參考價值和良好的應用前景.

本文采用數值模擬方法預測由近地三維流動風引起的建筑物的表面風壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導得了穩態流動風的統一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側風面和頂面風壓值的預測。

本文采用數值模擬方法預測由近地三維流動風引起的建筑物的表面風壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導得了穩態流動風的統一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側風面和頂面風壓值的預測。

建立包括雙線盾構隧道、凍土帷幕、聯絡通道以及泵房在內的三維數值模型,模擬了地層凍結、聯絡通道開挖和支護的整個過程。分析了聯絡通道以及泵房開挖對凍土帷幕、初支護和主隧道的影響。從而,確定了初支護及凍土帷幕的受力最不利位置和發生最大變形的位置,并提出相應的控制指標。

針對突擴跌坎應用于高速泄流的深孔中其破壞原因眾說不一的問題,通過對亭子口水利樞紐底孔突擴方案的三維數值模擬研究,分析了突擴跌坎型的壓強分布、流速分布、底空腔和側空腔的形態及整個流態分布,并進行了物理模型試驗驗證。結果表明,該突擴跌坎方案布局合理、有效,且物理模型試驗與數值模擬結果吻合。

運用三維變密度不可壓計算流體力學方法對微型y形沖擊射流進行流動結構研究.結果表明:入射角度和入射速度是影響流場結構和混合效果的兩個重要因素,分別存在有最佳入射角度和入射速度.我們發現在射流角度等于90°、射流速度為中速時,其流場結構最利于混合,因為此時射流的接觸面積最大.另外,射流速度越大,其分割強度值也越大,因此混合性能也越差.當速度太大時,會使兩股流體的接觸面破碎而散落在空間中,使其不再接觸,因此對分子間的擴散和混合不利.

在運用數學模型對水流流場進行模擬時,僅依靠一維或二維模型還無法兼顧部分模擬區域的真實水力學變化,因此有必要展開流場三維模擬。利用流體力學軟件flow-3d,建立分層水庫近壩區的浮力流三維數值模型,對近壩段水流結構以及水電站下泄水溫進行精確模擬。分析了相同水溫分層條件下,不同浸沒高度、不同流量對下泄水溫的影響,同時對比了同一下泄流量不同出流方式的下泄水溫差異。結果表明:在相同水溫分層條件下,流量越大,最大吸入高度越大,取水口可以吸入更接近表層溫度較高的水體;在最大吸入高度以上只改變淹沒深度,取水口前流場基本不發生變化,對下泄水溫影響很小;復雜三維地形可以改變水體的流線,對下泄水溫影響很大。

基于n-s方程、rngk-ε模型和有限差分法建立了潰壩洪水分析的三維數學模型,進行了潰壩洪水通過直角彎道的模型試驗,并將計算值與實體模型試驗結果中洪水的實測值進行對比,結果表明渠道內洪水位的計算值與實測值高度吻合,流速大小與方向也基本一致.為進一步研究潰壩洪水沖刷問題,在水流模型的基礎上加入了泥沙模型,并采用槽寬突變渠道中潰壩洪水沖刷的模型試驗進行驗證,驗證結果表明洪水水位的實測值與數值模擬計算值吻合較好,沖刷完成后的沖刷坑深與堆丘高度也基本一致,說明所建的泥沙模型在研究潰壩洪水泥沙沖刷問題時有較好的準確性與實用性.

青島屬于土巖組合地層,青島地鐵淺埋或超淺埋大斷面暗挖工程在國內外都少見,施工難度和風險較大,無本工程類似經驗。本文對青島地區土巖組合——\"上軟下硬\"地層大跨度淺埋暗挖車站的施工進行三維數值模擬研究,對車站在開挖過程中圍巖的變形狀態進行分析,對現場施工作業具有一定的指導意義。

應用final程序對水布埡馬岸高邊坡進行了數值模擬研究,分別研究了清江水布埡南昌市陡邊坡整體三維應力場,位移場特征,考慮了巖體結構總體上硬下軟、為層分布等重要特征,研究了邊坡巖體內進行地下洞室開挖后邊坡力學狀態的改變,基于削坡是水布埡馬岸主陡國的重要整治措施之一,研究中進行了各種分步開挖工況下的削坡有效性定量研究,對重要工況同時進行了vi度地震作用下的動力作用分析。

為預測閘壩下游局部沖刷坑形態和發展,基于fluent動網格技術對當卡水電站下游局部沖刷進行了三維數值模擬。采用vof水-氣界面追蹤方法來處理閘壩下游沖刷坑內復雜的自由液面,將床面瞬時剪切應力作為泥沙起動及運輸的水動力學條件,計算出不同方向上床底泥沙單寬體積輸沙率,以此為基礎得到河床高程坐標的瞬時變化;采用改進的泥沙起動臨界剪切應力計算公式,有效地避免了床面坡度接近泥沙休止角時造成的輸沙率數值計算的異常;采用彈簧光順模型及局部網格重構模型實現了閘壩下游局部沖刷坑的三維演化過程。通過分析對比沖刷坑最終形態表明,數值模擬值與模型試驗實測值吻合良好,說明數學模型計算準確,結果可信。

為預測閘壩下游局部沖刷坑形態和發展,基于fluent動網格技術對當卡水電站下游局部沖刷進行了三維數值模擬。采用vof水-氣界面追蹤方法來處理閘壩下游沖刷坑內復雜的自由液面,將床面瞬時剪切應力作為泥沙起動及運輸的水動力學條件,計算出不同方向上床底泥沙單寬體積輸沙率,以此為基礎得到河床高程坐標的瞬時變化;采用改進的泥沙起動臨界剪切應力計算公式,有效地避免了床面坡度接近泥沙休止角時造成的輸沙率數值計算的異常;采用彈簧光順模型及局部網格重構模型實現了閘壩下游局部沖刷坑的三維演化過程。通過分析對比沖刷坑最終形態表明,數值模擬值與模型試驗實測值吻合良好,說明數學模型計算準確,結果可信。

采用三維水動力學模型,借助非結構網格重構地形,開展了金沙江干流山區水庫通航流態的數值模擬研究。以攀枝花河段為例,選取不同的來流條件進行了模擬,重點關注了水深、流速、平面流場和典型彎道的環流結構等水動力學特性,進一步對河段可能的礙航點進行了分析。計算結果表明:在一定的出流邊界條件下,河道水深整體呈沿程遞增趨勢,基本可滿足三級航道標準；同時某些流量級下,局部卡口、突擴和彎道河段可能出現礙航流態。研究結果可為金沙江梯級水庫群聯合調度提供技術參考。

斷層破碎帶隧道圍巖穩定性差,為了解超前小導管注漿加固圍巖的效果,對隧道的開挖過程進行了三維有限元數值分析,數值計算結果和隧道拱頂下沉量測結果都證明了所選預加固措施的有效性,保證了斷層破碎帶隧道施工的安全。

傳統采暖房內熱環境的三維數值模擬——為了分析傳統散熱器采暖房內的熱利用效果，在抽象物理模型基礎上，建立散熱器采暖房內熱環境的三維數值模型，模擬傳統采暖房內的熱環境，基于新型采暖熱舒適性標準分析散熱器安裝位置對采暖房內熱環境的影響．結果表明，...

強夯加固回填土地基的三維數值模擬——針對回填土地基，基于abaqus有限元軟件，采用大變形幾何非線性三維有限元方法對強夯加固效果進行了數值模擬。分析中考慮每一次夯擊引起的塑性變形，確定前次夯擊后土體塑性區開展的形狀，并調整塑性區的土性參數，以此作為...

軟土地基上建筑物沉降的三維數值模擬分析——受場地地質條件的限制，很多建筑物采用高壓縮性的軟土作為天然地基，軟土地基的不均勻沉降會威脅到結構的安全。不均勻沉降受上部荷載、結構剛度以及土層的不均勻性等因素的影響，傳統的分層總和法不能全面地考慮這些...

利用cfd軟件fluent對多級導葉式清水離心泵的內部流場進行了數值模擬,得出了葉輪及導葉內部流道的速度和壓力分布規律,并發現了葉輪進口回流,出口的二次流動特征等葉輪內部流動的細節,導葉出口區產生了一個低壓區等流動特征。然后根據自編計算軟件利用計算得到的速度場數據計算出泵的揚程、功率、效率和流量之間的關系曲線,并與試驗數據進行了比較。結果表明:在設計工況附近,預測值與試驗值吻合較好,在其它工況點,特別是小流量工況點,誤差較大。