漳卫新河河口数学模型及治理方案研究

建立了河口一、二维耦合水沙有限元模型,计算格式具有耗散小和精度高的优点。利用该模型计算了漳卫新河河口及河道水沙动力场,各站潮位、流速和含沙量过程计算与实测基本一致。经清淤、建闸和建导堤方案河道淤积量比较,推荐漳卫新河河口治理方案为导堤方案。     

一、二维连接水沙数学模型及在河口治理中的应用

建立了一、二维连接水沙模型。利用海河口和永定新河口现场观测资料对模型进行了系统的检验 ,模型能够反映复杂边界和动力条件下的水沙运动及河床变形。以此模型研究了海河口清淤和建导堤方案 ,及永定新河河口建导堤和建闸方案治理效果     

港珠澳大桥对珠江口伶仃洋水沙环境和港口航道的影响

珠江口伶仃洋是地貌条件独特、水沙条件复杂的敏感海区,也是我国乃至世界沿海航线最密集、船舶密度最大的水域之一;港珠澳大桥是横跨伶仃洋的由"桥-岛-隧"构成的超级大型复杂工程。针对港珠澳大桥工程对珠江口伶仃洋复杂的水沙动力环境的影响,采用多种研究手段对大桥工程对伶仃洋水域水沙环境、港口航道、滩槽稳定性影响等关键问题进行全面深入系统的研究论证。主要研究成果表明:1)珠江口伶仃洋具有"微变性、趋稳性、可塑性"的重要特征,其"三滩两槽"基本格局可以长期保持稳定;2)港珠澳大桥(推荐方案)对珠江口伶仃洋水沙环境不利影响相对较小,对港口航道基本无不利影响;3)从水沙条件角度来看,港珠澳大桥(推荐方案)工程的建设是可行的。     

伶仃洋航道整治工程水动力影响研究

本文基于国际上通用的三维数学模型,建立珠江河口区三维水动力数学模型,研究珠江河口的水动力特性。模型计算值与实测值吻合较好,可以很好地模拟伶仃洋海域水动力机制。在已验证好的模型的基础上,开展了伶仃洋航道整治工程影响分析研究,为类似航道整治工程建设提供了参考。     

岸线变化和海平面抬升对珠江河口水体交换的影响*

水体交换能力是评价河口水域自净能力的一个指标。为研究岸线变化下珠江河口水体交换能力的变化情况以及海平面抬升对其的影响,建立珠江河口二维水动力-保守物质运输模型,并将模型模拟的水位、流速、流向结果与实测数据进行对比。运用欧拉法,分别计算洪枯季、高低潮位下不同年代岸线变化和海平面抬升不同高度时珠江河口水体滞留时间的变化情况。结果表明：岸线围垦对珠江河口各水域水体交换的影响不尽相同,如从20世纪70年代—2010年,伶仃洋水域的平均水体滞留时间先保持几乎不变后略微减小,而黄茅海和磨刀门水域则因状况而异;海平面抬升不利于水体交换,珠江各水域平均水体滞留时间随海平面抬升而增长,且枯季增加的时间大于洪季。     

浅析海湾型河口出海航道平面布置设计方案——以珠江口矾石水道为例

海湾型河口区的动力环境和滩槽演变受上游网河区下泄水沙和口外潮流波浪的交互作用,从而使得其出海航道的平面布置和尺度计算需综合考虑确定。本文以珠江口伶仃洋未来双通道之一的矾石水道为例,以二三维耦合的潮流泥沙数学模型试验方法,从工程区域自然条件、滩槽演变、港区发展的适应性以及航道稳定性、未来升级的适应性等方面,对矾石水道航道平面布置进行论证分析并确定最优方案,为潮控海湾型河口出海航道的平面布置和航道设计提供借鉴。     

长河段二维水沙数学模型研究及应用*

为了适应长江长河段系统治理技术的需要,对TK-2DC软件水沙计算核心部分进行了并行程序开发,将并行计算技术应用到长河段水沙数学模型中,大大提高了长河段水沙模拟计算效率及模型计算的时效性。建立了长江中游沙市—监利、戴家洲—牯牛沙及长江下游安庆—南京长河段平面二维水沙数学模型,对航道整治工程效果进行了模拟预测。     

深中通道工程对伶仃洋水流环境的影响

伶仃洋是珠江河口东四口门入汇的喇叭状河口湾,径、潮交汇,动力复杂。利用伶仃洋河口潮流数学模型从潮位、流速、流态、动力格局方面探讨了深中通道工程建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响。研究结果表明:深中通道工程建设对伶仃洋潮流动力环境影响的范围和强度均以西人工岛附近为最大,锚碇水域次之,东人工岛及桥区附近相对较小;近岛、桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,对伶仃洋滩槽总体格局影响不大。     

水电站枢纽坝区泥沙二维数模计算研究

本文研究了水电站枢纽坝区泥沙二维数模计算的各个方面。根据平面二维水深平均水沙运动方程组,考虑了悬移质及推移质的分组输移,并利用控制体积法离散各个方程,导得离散格式,用SIM-PLER程式求解耦合方程,并用一维泥沙数学模型的水沙计算成果作为进口边界条件。作为例子,作了金沙江某水电站枢纽两岸厂房方案电站运用50年的二维泥沙冲淤计算,得到坝前1100m范围内流场及泥沙淤积过程、淤积数量和淤积形态,其结果可供水电站可行性阶段工程设计参考。     

甬江河口建闸工程闸下淤积数学模型研究

闸下淤积是潮汐河口建闸的关键问题之一。针对甬江河口建闸工程,建立平面二维水沙数学模型,分析计算河道淤积现状、不同建闸方案工程后的淤积情况以及建闸工程对北仑港区、镇海港区水沙运动和地形变化的影响。计算结果表明,河道目前处于淤积状态,沙源主要来自外海。工程实施后,闸上因受闸保护河道基本无淤积,而闸下淤积影响较大。从整个河道看,闸址越靠近河口,受保护的上游河道面积越大,由闸下淤积带来的河道总体泥沙淤积增量越小,甚至小于目前的河道淤积量。闸下淤积对镇海港区影响较大,对北仑港区影响较小。     

基于速率-沉降特征分析工后沉降预测方法适用性

以曲线拟合法为主,研究了预测模型的速率与沉降的特征,指出了Gompertz模型、Usher模型等增长曲线预测工后沉降存在的不足,改进了二次三项式预测模型,提出了计算幂函数模型参数的简便方法。结合高速公路长期的工后观测资料,分析了常用方法的适用性和预测精度,并对工后沉降预测模型的选择提出了建议。     

嵌岩灌注桩模型试验几何相似常数的优化设计

模型比尺是模型试验的重要参数,决定了试验成果的精度、可靠性和模型试验的经费投入。通过对嵌岩灌注桩模型试验几何相似常数的优化设计,选定适用的模型比尺,为进一步确定模型桩的合理尺寸、极限承载力指标等参数提供依据。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。     

一类运输优化问题求解过程分析

通过对运输决策问题中某种基本情况的研究，建立运力有限情况下单个需求点单一物资运输的研究模型，给出求解模型的算法，通过一个算例进行了验证。与目前文献资料中类似研究模型相比较，在决策中考虑运达概率对运输决策的影响是本文模型的一大突出特点。     

一种冗余惯性导航系统的非线性初始对准模型

通过合理的冗余配置惯性导航系统中惯性传感器,充分利用冗余惯性传感器的重复量测值,提出了一种非线性初始对准模型。该模型直接利用惯性传感器的量测输出作为观测值,3个姿态角作为状态变量,有效的降低了模型的维数和提高了模型的可观测度,从而保证了初始对准的精度和速度。通过分析表明,初始对准的稳态精度取决于惯性传感器的常值误差。仿真结果表明,非线性初始对准模型对准过程中的稳态精度与传统的初始对准模型的稳态精度相当,但是在实时性方面,它能够在5s内使3个失准角同时收敛。     

混合湍流模型的参数优化与分析

在以全流场N-S方程为研究对象的空化流动数值计算中,湍流模型在很大程度上影响了对空化流动的精确预测。为了进一步完善针对非定常空化流动数值计算构建的基于密度分域的混合湍流模型（FBDCM）,利用代理模型方法对FBDCM模型参数的整体敏感度进行了分析,评价了相关经验系数的扰动对空化流场及水动力特性预测精确度的影响,建议了针对非定常空化流动计算的模型参数的具体取值。结果表明,经验系数C2通过调节FBDCM中FBM模型和DCM模型的影响比重,成为对模型预测精度影响程度最大的因素;通过代理模型优化分析确定经验系数的混合湍流模型,能更好地调整流场内的湍流粘性,精确计算了反向射流区域大尺度涡团的流动,与实验结果更为接近。     

基于CATIA V6的船体结构模型检查二次开发研究

随着数字化技术的发展,三维设计正成为船舶行业的技术发展方向。基于CATIA V6平台的船体结构三维设计,目前主要应用SFD轻量化模型生成二维图纸对接产品方案设计,应用SDD实体模型对接生产设计。因此在三维建模过程中,为保证二维出图与实体转模的准确性,对船体结构SFD模型进行检查尤为重要。虽然三维模型具有视觉上的直观性,但是在CATIA平台模型检查过程中,由于结构模型构件数量庞大且构件属性信息显示不够直接,应用平台原生功能的模型检查方法效率较低,检查结果不够理想。针对平台原生功能存在的问题,本文探索了二次开发在模型结构检查中的运用。选取船体结构SFD模型中面板加厚方向判定这一典型检查场景为例,通过CAA和EKL混合开发实现了面板加厚方向的批量检查和模型修改,极大提高了模型检查的效率和准确性,实用性高。同时本文也为二次开发应用于船体结构模型检查提供了开发思路和主要技术路线。     

船用燃机性能降级新型预测模型建立及应用分析

船用燃气轮机气路维护是舰船动力系统健康管理当中必要的环节,采用视情维护的方法是当前十分先进的维护手段,其中对气路降级趋势的预测是维护方法的核心。气路降级数据具有明确的增长趋势与不规律的波动性,符合灰色系统的特征。本文采用无偏灰色预测模型改进灰色马尔科夫模型,在此基础上扩大原始数据的维数,采用灰色关联度模型,将类似于当前序列的参考序列引入,最终构成了一种新的混合预测模型。最后,选择燃气轮机压气机结垢的过程作为实例来验证这一新的模型。通过研究模型参数和预测准确性之间的关系,为实例提出了建议的最佳参数。从预测准确性与对波动性的预测角度与不同的预测模型的比较结果表明,新的模型优于一些其他序列预测模型。     

组合预测模型在上海内河港口吞吐量预测中的应用

建立时间序列和二元线性回归的组合预测模型,对上海内河港口2010年、2015年和2020年的货物吞吐量水平进行了预测。研究发现,组合预测模型相比单个预测方法具有较高的精度,能够较准确地预测上海内河港口货物吞吐量。     

氟利昂制冷循环动态仿真研究

通过采用移动边界的建模方法建立了蒸发器动态仿真数值模型，并推导出冷凝器的移动边界法数学公式，在完成其它主要部件数值仿真模型的基础上，建立了氟利昂制冷循环系统完整的热力学仿真模型；提出了适应于该移动边界法模型的系统动态仿真算法；在MAT-LAB／SIMULINK仿真平台下完成了系统动态仿真程序的设计；