江海直达船鞭击振动分析

对江海直达船首部砰击引起的鞭击振动进行了仿真分析,采用瞬态动力学模态分析法,计算过程中考虑附连水的作用。分析参数有砰击压力峰值和连续砰击次数,对比分析仿真结果,得出不同压力峰值和连续砰击次数的影响规律。     

非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术

针对现有非通航孔桥梁防船撞技术的不足,提出适用于江海长桥非通航孔桥梁防船撞的新型自适应、恒阻力船舶拦阻技术。自适应、恒阻力船舶拦阻系统由系泊趸船、系泊锚链和混凝土沉块、自适应浮筒、高强度拦阻网、触发钢索以及恒阻力耗能装置组成,其工作原理为:偏航船舶撞击拦阻系统后,自适应浮筒带动拦阻网从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过恒阻力耗能装置吸收船舶动能,拦截住船舶。通过缩尺比模型试验和实船撞击试验模拟该系统拦截船舶的过程,验证了该系统的可行性及工程设计的可靠性;采用水动力计算软件ANSYS-AQWA进行全尺寸数值仿真,仿真结果与试验结果基本一致。     

港珠澳大桥超重异形钢索塔整体吊装计算仿真分析

港珠澳大桥江海直达船航道桥为中央单索面三塔钢箱梁斜拉桥,索塔为全钢结构,自重约2 600 t,采用工厂预制,浮运至现场整体吊装的施工工艺。以138#钢索塔吊装为研究背景,选取典型工况对吊装过程进行计算仿真分析。分析结果表明,吊装过程整体受力合理,强度、刚度、稳定性均满足规范要求,为钢索塔吊装提供了数据保证。     

基于实测数据驱动下优化参数的移动下击暴流数值模拟

为实现下击暴流风场高精度数值模拟，基于冲击射流模型开展稳态下击暴流数值模拟，引入网格滑移技术实现下沉气流移动效应的模拟，研究下击暴流移动过程中的风场演变规律；提出以实测数据为目标的下击暴流模拟参数优化方法，将目标风速时程抽象为若干特征点，通过模拟特征点与目标值的误差建立目标函数；将代理模型引入下击暴流模拟参数优化的过程以提高计算效率，并通过数值模型计算设计样本点响应来训练代理模型；通过5组测试算例验证Kriging模型的代理精度和参数优化方法的可行性，采用所提出的优化方法以安德鲁斯空军基地(AAFB)所监测的下击暴流风场为目标进行模拟参数优化，并基于此参数进行数值模拟。研究结果表明：下沉气流喷口速度U_j、喷口移动速度U_T和环境风速U_b的相对值是影响下击暴流平均风速时程时变特征的关键因素；在参数优化过程中引入代理模型替代数值模型参与优化迭代，极大地提高了参数优化的效率；基于最优参数进行数值模拟，显著提高了下击暴流数值模拟的精度。     

中央开槽箱形断面斜拉桥的涡激振动试验与分析

为研究斜拉桥采用中央开槽箱形断面时抑制主梁涡激振动的气动措施,以港珠澳大桥江海直达船航道桥为背景,对其主梁节段模型进行涡激振动试验,并结合CFD方法分析对主梁采取3种不同气动措施(增设不同开孔率的底板、改变腹板角度和增设导流板)的有效性。分析结果表明:增设开孔底板可以有效地控制主梁涡激振动的发生,但存在一个最佳底板开孔率;改变腹板角度可以改善主梁涡激振动的性质,但是作为单独的涡激振动控制措施并不很理想;在主梁腹板两侧设置导流板是抑制主梁涡激振动的最有效措施。     

船桥碰撞数值模拟方法研究

数值仿真是进行船桥碰撞研究的一种重要方法,先对船桥碰撞数值模拟中涉及到的材料本构模型、网格划分、流固耦合作用及其简化、摩擦作用和桩土相互作用等五个方面的问题进行了总结归纳,并给出了某桥梁船撞问题的分析实例,最后对船桥碰撞数值模拟技术的发展做出展望。     

考虑误航的船舶撞击桥梁速度计算方法及工程应用

船舶撞击速度是进行船桥碰撞研究的关键参数之一,直接影响船撞力的大小和桥梁的设防标准。通过对船撞事故及现有船撞速度确定方法的分析,考虑桥梁设计通行能力及发生误航的可能,提出一种考虑误航时偏航失速的船舶撞击速度计算方法。通过在某双塔斜拉公路大桥防船撞研究中的应用,采用3种船舶撞击模式进行防撞研究,结果显示,不同模式下通航孔桥墩的撞击速度相差较小,非通航孔桥墩的撞击速度相差较大,考虑以边跨为通航孔时发生偏航撞击模式,对于非通航孔桥梁抗撞设计更加合理,通过LS-DYNA有限元分析软件模拟了船舶撞击桥墩过程,并得到了船舶正撞力标准,可作为防船撞研究和设计的参考。     

自由流状态的判别标准研究

基于运行速度的定义,首先通过现场试验采集了试验车的实时行驶速度,分析了试验车的行驶状态变化情况,基于不同的行驶状态确定了车头时距的变化阈值,然后通过研究典型断面的速度波动规律,分析了不同车头时距下的速度变化特征与分布特征,确定出车头时距为自由流状态的度量指标,并通过统计分析方法,提出了车辆自由行驶状态的判别标准。结果表明:自由流交通状态的车头时距应大于9 s;研究结论为公路运行速度体系的建立奠定了理论基础。     

基于四参数方程的细粒土全压实特性研究

系统研究了细粒土的压实干密度和饱和度随含水量变化的全压实曲线,由土的三相比例指标与换算指标之间的关系推导出细粒土全压实曲线四参数方程,并将方程参数与土体物理力学性质指标建立起量化关系。结合3种细粒土,通过3种击实功条件下的击实试验和基本物理性质试验,研究该方程对不同击实功条件下建立的全压实曲线簇的适用性。结果表明:四参数方程能较好地拟合落锤法击实方式全压实曲线,而且能够预测不同击实功下的全压实曲线,得到各参数与土的物理力学性质的关系。     

城市行人过街速度研究

为研究城市平面行人过街的速度及差别,分别对哈尔滨市冬夏两季的信号交叉口、无信号交叉口、环形交叉口、路段人行横道和自由过街5种不同过街条件下的行人过街速度进行调查。分析了冬季与夏季和不同过街条件下行人过街速度的变化以及形成原因;分析了行人年龄、性别、人行横道长度、过街行人数量和绿灯时间对行人过街速度的影响;采用数理统计方法,用15%位速度作为行人过街的设计速度,提出冬夏两季不同过街条件下的行人过街设计速度推荐值。     

双层桥面钢桁梁静风系数数值研究

该文利用通用有限元程序ANSYS对双层桥面钢桁梁的二维流场进行数值模拟,得到流场中双层桥面钢桁梁表面的压力与速度分布,对表面压力进行积分,可得到静风三分力系数,验证了用CFD方法实现桥梁断面二维流场风洞数值模拟的可行性。     

降雨条件下道路边坡地下水渗流分析

降雨是影响道路边坡稳定的主要因素之一,根据岩土饱和-非饱和渗流理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对强降雨条件下公路边坡地下水渗流场动态进行了数值模拟,得到了降雨过程中边坡地下水压力水头、总水头变化、流速的变化规律,研究结果为道路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据。     

一维土柱高压充气阻渗法的数值模拟

滑坡高压充气阻渗法是一种全新的滑坡抢险方法,目的是通过主动方式阻止水流入渗,可以作为一种防止滑坡的抢救性措施。高压充气阻渗法利用了空气可以阻止水流入渗的原理,其阻渗过程是空气驱替水的水气二相流过程。通过有限元数值模拟,综合考虑水气二相流的影响,分析比较了充气和不充气两种情况下一维土柱降雨入渗过程中孔隙水压力、孔隙气压力、体积含水量的变化过程。结果表明：高压充气阻渗法可以减缓水流入渗速度,有效阻止水流入渗。最后还提出了提高高压充气阻渗法数值模拟精度的三点意见。     

两栖车辆绕流场数值模拟及外形优化

应用计算流体动力学理论,对两栖车辆车体模型带自由表面的粘性绕流场进行了数值模拟,得到了其粘性绕流场分布、阻力和兴波特性。在此基础上,对某型两栖侦察车外形进行了初步优化,分析比较了改进前后模型的流场特性。     

大功率永磁同步电机温升研究

本文围绕一台200kW纯电动汽车用大功率永磁同步电机,首先建立电机温升数值计算模型并计算了峰值工况温升时间;其次建立电机温升有限元仿真模型,计算得到峰值工况温度场及运行时间;再次研究了不同热负荷下采用数值计算方法和有限元仿真方法计算峰值工况温升时间差异,并对数值计算方法进行了修正;最后搭建电机温升实验台架,得到峰值工况电机实测温升时间。结果表明,修正后的数值计算方法、有限元仿真方法均与实测误差较小,两种方法具有一定的准确性。     

隧道掘进爆破引起地表震动的数值模拟与现场监测分析

在建立隧道掘进爆破的震动模型的基础上,采用有限元方法对人和场隧道掘进爆破引起的地表震动进行数值模拟,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明:采用数值计算方法获得的震动速度时程曲线形式比现场震动速度监测波形简单得多,两者明显不同;但通过数值计算所获得的地表震动速度峰值的变化规律及特征与现场监测结果基本一致,而且地表震动速度峰值计算结果与实测结果之间吻合较好,可见采用数值模拟方法来分析地表震动速度在工程应用上是可行的。     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

发动机冷却水套内三维流动的数值模拟研究

应用FIRE软件对某一发动机冷却水套进行了三维数值模拟，得到了冷却液流场速率、换热系数分布、压力损失以及流量分布等流场信息。从计算结果中发现，该发动机缸体水套的第2缸、第3缸等区域存在流动死区．水套进、排气侧流量分布相差较大．整体水套压力损失与同类机型相比偏小等不合理的流动现象，是导致其第2缸、第3缸“拉缸”的主要原因。最后提出了相应的解决方案。     

某矿车进气系统噪声的控制研究与分析

通过实验测试方法识别噪声源,确定降噪中心频率,针对中心频率进行降噪改进。采用有限元数值模拟的方法对改进前后的进气系统进行声学性能评价,以及流场特性分析。实际制造后进行实验测试,测试结果与仿真分析结果吻合较好,验证了设计结论。     

轻卡外流场数值模拟及货箱优化设计

对某轻卡进行外流场的数值模拟,通过对模型的流场特性的分析,研究气动阻力产生的主要原因。将车厢高度和车厢与驾驶舱距离作为两个影响因子,采用拉丁超立方设计方法和最小二乘法创建二阶响应面模型,利用混合整型优化法进行参数优化,优化后与原型设计相比,整车气动阻力明显减小,表明该方法能有效地提高整车空气动力学性能和CFD优化效率。