航道整治工程软体排压载体的水力特性

软体排是航道整治工程中的基础结构,其水力特性直接影响航道整治工程的护滩效果。通过建立水槽模型,研究软体排压载体附近流场结构、回流区长度、近底流速、紊动流场、切应力等水力特性。结果表明,设置软体排压载体后,近底流速和回流区流速减小,上层流速和水流纵向紊动强度增加,近底层的切应力则明显减小。压载体的设置有利于调节近底水流流态、促进泥沙落淤,提高工程边滩守护效果。     

波流共同作用下近底高含沙水层流速的探讨

波浪和潮流共同作用于粉沙质床面时,水体的近底层含沙量很高,其运动是泥沙输移的重要方式。讨论了近底高含沙水层流速及其与含沙量的关系。     

四面六边透水框架护滩结构效果水槽试验研究

通过水槽试验,研究四面六边透水框架护滩结构效果.试验结果表明,实施四面六边透水框架防护后,河底流速有明显减小,四面六边透水框架具有透水、消能、减小近底流速、局部改善水流流态的作用,从而有可能将近底流速降至不冲流速以下,甚至于使河床产生淤积.与传统护滩工程相比,四面六边透水框架能有效地避免实体护岸工程基础容易被淘刷而影响自身稳定问题,且适应河床地形变化能力强,不需要地基处理,不需要护底,直接抛投于床面,自身稳定,施工简单,成本低,是一种值得大力推广的新技术.     

海岸防护中护底块石稳定重量的确定

在分析规范中护底抛石稳定重量与堤前最大波浪底流速关系的基础上,从波浪理论出发,探讨了不同波浪理论所确定的堤前最大波浪底流速的异同点,同时借助于稳定重量的波浪水槽试验结果来判断其合理性。研究结果表明,护底抛石的稳定重量与堤前最大波浪底流速的3次方成正比,在确定流速的三种方法中,微幅波及斯托克斯二阶波所得到的堤前最大波浪底流速基本相同,且明显小于椭圆余弦波的结果。结合试验可知,椭圆余弦波理论用于指导抛石护底稳定重量的设计较为合理,而微幅波理论及斯托克斯二阶波理论的结果偏小,不利于工程安全。     

基于二阶Stokes波下海岸悬沙浓度的理论分析

分析扩散理论解决悬移质垂线分布存在的问题,介绍一种求悬移质绝对含沙量的计算方法,将近底含沙量选在紊流边界层的上边缘。采用二阶Stokes波理论求近底波浪水质点流速最大值及相应的振幅。利用现场测量资料证明公式的合理性,进而表明了公式所依据的基本理论的普适性。     

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。     

某水电站表中孔体型优化试验研究

为了解决某水利枢纽消力池内临底流速及脉动压力偏大的问题,采用水工模型试验的方法对其表、中孔体型进行了优化.从流态、临底流速、脉动压力等几个方面比较后,发现采用表孔出口收缩和缩短中孔出口边墙消力池底板的脉动压力及临底流速相比原方案均得到明显改善,表孔最大临底流速约为13.64m/s,消力池最大脉动压力值约为6.66×9.81KPa.成果可供设计参考.     

空心四面块体促淤堤近底水动力特性试验研究*

依据长江口某促淤工程的设计条件及物理模型试验方法对空心四面块体促淤堤近底水动力特性开展研究。结果表明：1）近底紊动强度最大值所在位置、近底水平时均流速最小值所在位置以及近底水平时均流动方向的转变位置基本重合;2）对于某种具体堤型而言,在相同单宽流量条件下,随着相对水深的变化（至少在本文试验范围内）,其紊动强度最大值所在位置比较稳定;3）与抛石加护面块体促淤堤相比,透水性较好的堤身结构近底紊动强度最大值所在位置会更加远离堤轴线,可使局部冲刷坑更加远离堤轴线,对堤身结构稳定有益。     

潮汐河段主动式钩连体消能护滩效果现场观测分析

针对主动式钩连体消能护滩效果问题,对结构物抛设前后内部滩面高程变化、抛投试验区及周边水域流速变化及近底紊动强度、含沙量、底质颗粒级配变化进行了分析研究。对比分析表明,主动式钩连体的消能护滩效果较佳。得出如下结论:1)主动式钩连体减弱了抛投区内部水流强度且有整体阻水分流效果;2)抛投区域近底粗颗粒泥沙活动强度明显减弱,沉积环境向淤积方向转变;3)历经一次枯季水文过程、一次洪季水文过程后,抛投区内发生了全面淤积,平均淤高0.48 m。     

船舶螺旋桨作用下直立式码头的护底流速计算

针对船舶螺旋桨对直立式码头的护底冲刷作用愈来愈严重,而我国的港口工程规范中缺乏该类设计的计算的问题,进行了螺旋桨作用下直立式码头的护底流速研究。采用国外各类规范以及相关文献的计算方法,以正在实施的科特迪瓦阿比让扩建项目一期工程为例,对比总结出直立式码头底部的护底冲刷流速的荷兰计算方法和德国计算方法,给直立式码头结构的护底设计提供依据。     

泥沙干容重的预测计算

从浑水容重与浆体浓度的理论关系式出发,基于微量变化原理,将其应用于床面含泥浓度较高的情况,并进一步将浑水容重与泥沙干容重以及河底当量浓度与浆体极限浓度等联系起来,获得了包含有泥沙粒径、级配等因素在内的非均匀沙干容重计算公式。验证计算表明,计算结果与实测资料基本一致。     

基于LabVIEW的多功能数据采集与信号处理系统

针对传统仪器功能单一以及传统代码编程语言的不足,以LabVIEW为开发工具,采用计算机多线程技术、虚拟仪器技术及信号处理技术等,开发了基于W indows 2000及W indows XP的多功能数据采集与信号处理虚拟仪器系统。该系统具有以下功能:信号采集控制模块,可实现单通道、多通道数据的采集、存储与采样信号复现等功能;信号分析处理模块,可实现在线、离线信号分析处理功能,包括信号的时域、频域、幅值域、时频域的分析与处理、结果的显示等;数据库管理模块,可实现对采样和分析处理后数据的管理,包括数据查询、传输、存储等工作;另外,该系统还具有友好的人机界面,且方便对之进行维护和实现功能的扩充。     

基于多体动力学仿真的柴油机传动齿轮故障机理与监测方法研究

针对现有船用柴油机热工参数无法有效监测报警传动齿轮故障的问题,基于柴油机普遍缺失振动监测数据,难以有效提取故障特征的现状,采用多体动力学仿真技术研究柴油机齿轮载荷与曲轴止推轴承磨损之间的内在关联,基于仿真结果提取传动齿轮故障条件下的振动信号特征;采用实际故障案例振动数据,提取传动齿轮箱振动信号的时域、频域特征,实际特征变化规律与仿真结果一致,检验了本文仿真研究成果的正确性。     

考虑算法的实船试航船速测量不确定度分析

实船试航中影响船速测量结果的因素很多,对其进行测量不确定度分析时应考虑的不确定度来源也有很多。采用“测量不确定度表示指南”规定的方法,将船速算法作为不确定度源,对其测量结果进行了不确定度分析。不确定度分析以某油船为例,分别考虑了实际航速平均法和逐点法两种算法,并对两种算法得到的结果作了讨论。     

一种通用型基于经验模态分解的小波阈值滤波方法研究

首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其转换为时域信号。分别采用本方法和原时域上的小波阈值方法对不同频率的水声信号进行滤波,经计算分析可知,对频率小于800 Hz的水声信号,采用原方法可获得较好的滤波效果;当信号频率大于800 Hz时,采用本方法的滤波效果更好,因此应针对不同频率的水声信号,选择合适的滤波方法,以获得满意的滤波效果。     

Parameterisation of clastic sediments including benthic structures

The sediment transport processes in the south-western Baltic Sea are predicted by means of a numerical model in the project DYNAS. There are two sediment parameters that influence the results of modelling remarkably: critical shear stress velocity and bottom roughness. This paper presents the way how to parameterise these factors and extrapolate them into the investigation area. The critical shear stress velocity is parameterised basing on grain size data, combining approximations after Hjulström [Hjulström, F., 1935: Studies in the morphological activity of rivers as illustrated by the river Fyris. Geological Institution of University of Uppsala: Bulletin (25): 221–528.], Shields [Shields, A., 1936: Anwendung der Ähnlichkeits-Mechanik und der Turbulenzforschung auf die Geschiebebewegung. Mitteilungen der Preussischen Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffahrt (26): 26 pp.] and Bohling [Bohling, B., 2003: Untersuchungen zur Mobilität natürlicher und anthropogener Sedimente in der Mecklenburger Bucht. unpublished doctoral thesis, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald/Germany, 156 pp.]. The roughness length, in the case of absence of macro zoo-benthos and their structures, is parameterised basing on grain size too employing Soulsby [Soulsby, R.L., 1997: Dynamics of Marine Sands: a Manual for Practical Applications. London, Thomas Telford Publications. 249 pp.], Nielsen [Nielsen, P., 1983: Analytical determination of nearshore wave height variation due to refraction shoaling and friction. Coastal Engineering 7, 233–251.] and Yalin [Yalin, M.S., 1977: Mechanics of Sediment Transport. Pergamon Press, New York. 298 pp.]. No equivalent simple parameterisations for biologically caused bed roughness exist. Here, findings of Friedrichs [Friedrichs, M., 2004: Flow-induced effects of macro zoo-benthic structures on the near-bed sediment transport. Dissertation, Universität Rostock, 80 S.] and estimations by the DYNAS biologists group were combined in order to derive roughness lengths from abundance measurements of four previously selected key species which represent the originators of the dominating benthic structures at the sea floor in the south-western Baltic Sea. Critical shear stress velocity and bed roughness are known at few sample sites only. They were extrapolated into the larger investigation area using a proxy-target concept. The mean near bottom milieu (bathymetry, median grain size, salinity, oxygen) which was derived using results from numerical modelling serves as the proxy. Since the milieu parameters are measured at the sampling sites for which the target parameters have been determined, a combined hierarchical and supervised classification was employed to transfer the local knowledge into the unknown investigation area.     

SWT方法在内部充水弹性球壳散射的应用

采用Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法研究了内部充水弹性球壳的散射,应用绕数积分求根方法在频率域复平面和波数域复平面求解环绕波的频散方程。比较了弹性球壳在内部真空和内部充水两种情况下环绕波相速度曲线和衰减曲线,结果表明内部流体负载使得相对于内部真空情况有大量流体环绕波产生,相邻流体环绕波相速度曲线的"排斥"现象是明显的,流体波向周围媒质的再辐射作用在其相速度接近内部真空球壳弹性环绕波相速度的时候达到局部极值。用镜反射波和环绕波的叠加合成反向散射形态函数,与简正级数解符合良好。     

基于支持向量机的液压调节器多类故障辨识

针对目前故障诊断中故障数据样本获取及特征提取困难的问题,分析了液压调节器的4种典型故障,建立了基于支持向量机的多类故障分类器,并直接将少量的时间序列信号作为分类器的输入。实验结果表明,在小样本情况下,不必对信号预处理以提取特征,该分类器便可实现液压调节器的多类故障分类,证明该方法是有效、可行的。     

基于舵角信息的航向修正和横漂速度估计算法研究

阐述了舰船在机动情况时舵角反馈信号对航向精度的提高以及对横漂速度的估计作用,结合舰船的运动模型和航向角H与舵角β的关系模型,考虑横漂速度对舰位的影响,引入舵角反馈信息,建立了有舵角反馈信息参与的kal-man滤波模型,并利用Matlab软件将有/无舵角信息参与的kalman滤波模型进行了比较,结果显示有舵角信息参与的kal-man滤波模型效果较好。     

MTD雷达的舰速补偿

舰速补偿问题是舰载雷达必须考虑的问题,MTD雷达的核心是一组多普勒滤波器,针对采用FFT算法实现的滤波器组,可利用傅立叶变换的移位性质将信号频谱移动实现舰速补偿。但为避免载体运动造成的动目标和固定目标的回波频谱太近的影响,提出采用改变相参信号的办法实现补偿,应用实例分析舰速测量误差对系统改善因子的影响。