疏浚管路阻力损失计算方法的分析

管道输沙阻力损失计算是江河湖泊、港口航道疏浚工程中的一个基本问题,它是设计管道浆体输送系统的重要参数,直接关系到动力设备的选型和运行的能耗.文章重点以疏浚工程中泥沙的输送为研究对象,对管内两相流动的阻力特性及临界流速问题进行了初步研究,并实验研究了泥沙在不同的浓度和速度下的阻力特性,对3种模型的阻力损失计算模型进行了检验、分析和评价.结果表明Jufin＆Lopatin是一个比较好的计算模型.对于颗粒的不均匀性的影响,科学的方法能提高计算模型的计算精度.     

粗、砾砂水力输送特性试验

粗、砾砂水力输送具有其特点，现有的水力计算模型用于计算该类土质的水力损失和临界流速的适用性有待进一步检验。针对马来西亚新山碧桂园吹填工程中输送阻力大、堵管风险大的问题，采用大比尺、两相流动输送试验平台开展水力输送特性试验，测试不同流速、浓度情况下的水力损失，并采用高速摄影的手段观测砂土在管道内的移动形态。通过对试验数据的统计、拟合分析，研究水力输送阻力、临界流速、平均滑移率特性，提出一种用于计算该类土质的水力阻力、临界流速计算模型，并将得到的计算模型应用于实际工程中。     

基于机器学习的排泥管线压降预测

福建沿海地区的吹填工程中，主要的土质颗粒为中粗砂。该类型土质在输送过程中阻力大较易发生堵管，导致施工进程延缓。在输送环境下施工，掌握管路内输送阻力的实时信息至关重要。粗颗粒条件下，常用的经验方法如Durand公式法的计算精度较差。基于已有的管路输送研究，以及福建沿海工程的测试数据，使用高斯过程回归方法和支持向量机方法建立管路压降预测模型。两种回归模型均能在训练期得到较为理想的效果，模型R2指标达到0.80以上。在模型的预测期，支持向量机回归模型的R2指标为0.78，高斯过程回归预测模型的R2指标达到0.95。结果表明：基于高斯过程回归的机器学习模型能够较好地预测中粗砂吹填工程的疏浚参数。     

疏浚排泥管在不同管道组合下的输送摩阻分析

疏浚排泥管是疏浚工程介质输送的重要组成部分,其输送阻力是吹填排距和性能的决定性因素之一。以细粉砂土质的三夹沙南航道工程为依托,针对疏浚排泥管开展2 m长橡胶管和12 m长钢制管在不同连接组合方式下的输送阻力现场试验与对比分析。结果表明：管道压力损失随着输送流速和浓度的增大而增大;纯钢管组合下的输送摩阻最小,“4钢管+1橡胶管”组合的输送摩阻次之,“1钢管+1橡胶管”组合的输送摩阻最大,其相比于纯钢管组合的输送摩阻增大约6%。研究结果可为工程现场的排泥管布设与施工提供指导。     

基于管道阻力-流速模型的泥浆输送流速寻优方法

疏浚工程中,管道泥浆最优流速确定多依赖于经验公式,工况变化较大时预测精度不高。采用Durand模型对不同试验工况下的阻力损失进行建模,并基于试验数据对模型常数进行调整,提高Durand模型的预测精度;采用高斯过程回归方法建模,分析训练样本数量对预测结果的影响;提出一种基于管道阻力-流速模型的流速寻优方法,并进行对比试验。结果表明,使用高斯过程回归方法建立的管道阻力模型预测精度更高,可达0.97以上,并可依据管道阻力(浓度)变化实时更新临界流速,从而为疏浚管道泥浆最优流速的确定提供了一种较为有效的寻优方法。     

成球黏性土水力输送阻力特性计算方法

密实黏性土在管路水力输送过程中会形成球块状,成球黏性土水力输送计算是国内外疏浚界的难题。立足浆体输送理论,以大型绞吸式挖泥船施工数据为基础,对成球黏性土的管路输送阻力特性进行研究,分析已有各种土质浆体输送理论用于成球黏性土管路阻力特性计算可能产生的偏差,并根据分析结果对成球黏性土输送计算公式进行研究,进而提出可用于成球黏性土输送的计算公式,供工程界与理论界参考。     

超大型绞吸船长吹距黏土混姜结石复杂土质施工工艺

以连云港港赣榆港区10万吨级航道延伸段工程施工（HD-SG-2标段）为例,针对绞吸船在长吹距工况下（标准岸管长度7 km）施工4、5级黏土混姜结石的问题,从挖掘工艺、输送工艺两方面进行分析,在施工参数优化方面,在黏土混姜结石工况运用自动挖泥技术,通过多组参数对比分析,实现自动挖泥技术最优施工参数组合;并基于自动挖泥数据,修正施工流速与泥浆密度计算模型以及Durand水力梯度计算模型。结果表明,该技术的成功实施可提高超大型绞吸船长吹距输送黏土混姜结石产能的测算精度,并确定该类土质最优施工参数组合,保证该类土质在管道中输送的平稳性,避免堵管现象发生。     

基于DELFT模型的砂性土管线输送数模研究

管道输沙阻力损失计算是港口航道疏浚工程中的基本问题，是合理确定整个输送系统的重要环节，直接关系到动力设备的选型和运行的能耗。需要能够预测所需的压力和功率，以便在一个有一个或多个泥泵（通常是离心泵）系统中，在有或没有管道倾斜和或升高的情况下，将固液混合物输送到很短到很长的距离。本文根据厦门大小嶝工程的实际工程土质情况和施工设备，采用DELFT模型对管道内泥浆输送的重要参数进行数模研究，从而指导实际施工。     

重型自航绞吸船天鲸号岩石输送分析

针对国内外疏浚业缺乏关于岩石输送分析资料的现状,立足于泥泵及管路输送系统原理,以亚洲第一大重型自航绞吸船天鲸号输送岩石的施工数据为基础,对泥泵泥浆扬程换算系数和管路沿程摩阻系数分别进行反分析.对于风化较为严重且混有大量细颗粒成分的岩石与风化程度较弱几乎全部由岩块构成的两种岩石的泥泵泥浆扬程计算方法进行研究,验证经验公式的适用性,同时反分析得出输送两种岩石时的管路沿程摩阻系数.由于岩石的单轴饱和抗压强度不同,沿程摩阻系数差距很大,建议针对性地对项目的土质进行反分析得出沿程摩阻系数.     

饱和密砂切削过程中的孔压发展规律

密实粉砂,以其显著的剪胀特性使得自航耙吸挖泥船耙头疏浚效率大大降低,耙齿行进阻力增大,疏浚适用土质受到了较大限制。在考虑饱和密实粉砂的剪胀特性基础上,将砂土应力应变与渗流耦合,通过有限元计算,分析丫饱和砂上在切削过程中的孔压发展规律。结果表明,饱和密砂在切削过程中有着较强的剪胀效应,随着切削速度的增加,作耙街刀尖前方产生越来越高的孔隙真空负压,致使土体有效应力显著增加,从而导致切削阻力明显提高。     

用Rankine波幅函数预报高速三体／五体船主体与侧体的兴波阻力干扰

基于兴波阻力的薄船理论,作者曾提出用兰金体波幅函数(RWAF)代替实际船型的波幅函数,确定了高速双体船片体间的阻力干扰因子,从而可计算得到双体船的兴波阻力.本文将该方法用于高速三体船侧体与主体之间的兴波阻力干扰计算,以探讨主、侧体尺度及相对位置变化对于兴波阻力干扰因子τO、τOM的影响及其变化规律.基于这一研究结果,可实现用单体船阻力的实验资料,经过侧体、主体间的兴波干扰影响理论修正,来估算高速三体船的阻力;同时可用于对于最小阻力三体船片体尺度与布局之优化.     

地下结构的抗震分析

随着地下空间开发利用规模的不断加大和人防工程平战结合的日益紧密,尤其是日本阪神地震后,人防工程存内的各类地下结构的抗震性能越来越受到人们的关注。本文通过分析土-结构的动力相互作用,用ANSYS分析结构可能受到的破坏和产生的反应,对人防工程抗震设计有指导价值。     

船舶附体阻力换算方法研究

船舶的附体种类很多，在总阻力中所占比重较大，可达25％-40％左右，对船舶快速性影响较大。应用若干船模试验与实船试航结果，补充适当的模型试验，对各种附体阻力换算方法进行比较分析，确定比较合适的换算方法，为船模试验结果的准确换算提供依据。     

穿浪双体船剩余阻力影响因素分析及总阻力预报方法

文章在30～60米级穿浪双体船系列模型试验研究和实船设计的基础上,对影响穿浪双体船剩余阻力的相关因素进行分析.其中片体瘦削系数L/△<'1/3>、片体间距比K/b和艉扰流板深度h对于穿浪双体船的剩余阻力影响显著,实船设计中存在最佳状态.文中对模型试验数据进行分析整理,绘制了不同片体间距比下的剩余阻力系数图谱,提出了一种基于模型试验的穿浪双体船总阻力预报方法,计算实例表明该方法在设计初期缺少模型试验的情况下,能够较准确、高效地预报穿浪双体船的总阻力,对穿浪双体船参数的优化和快速性预报有一定的工程实用价值.     

桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响

地震中桩基础一旦发生损伤或破坏,会带来地震后桥梁安全排查困难和抢修时间长等问题,而且因基础加固难度大和加固成本高,还会严重影响灾后的恢复工作。因此,许多国家越来越重视桥梁基础的抗震储备。但是,这一理念在我国尚未得到普遍认识,导致我国桥梁桩基础结构普遍偏弱,其抗震储备低于桥墩。通过分析桥梁抗震设计原则,比较中日两国典型桥梁下部结构的配筋以及分析典型桥梁的非线性地震响应,阐述桩基础抗震储备对桥梁结构抗震安全影响。     

利用数值计算分析阻力性能方法初探

对于船型设计而言，关键问题是研究船型变化对阻力产生的影响以及线型的优化，由于通过传统的水池实验方式存在费用高，周期长等问题，许多研究人员正在研究利用计算机通过数值分析方法进行分析。本文分别采用经验法、图谱方法和数值计算方法对2000TEU集装箱船阻力性能进行分析，并对结果进行了对比。对理论计算阻力性能的可行性进行了初步探索。     

M型风电运维船船型设计与波浪增阻和耐波性能研究

本文基于三体风电运维船船型,结合M型船的特征要素设计改造出M型风电运维船。利用数值仿真技术模拟出M型风电运维船波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况,将数值仿真计算结果与原三体船的试验数据进行比较,以此探索不同M型船船型对船舶波浪航行时的波浪增阻与纵摇、垂荡情况的影响。最终确定了耐波性能较优的船型方案,从而为M型风电运维船船型设计提供了一定的参考和借鉴。     

预报现代高速排水型船舶阻力性能的新型方尾图谱

本文根据多艘同类方尾船型与阻力实验资料,对原苏联"方尾图谱"进行了重分析,并对其高速范围的阻力进行了修正,并将速度范围由Fr=0.3～0.7扩展到Fr=0.3～1.0,长度排水量系数ψ由7.0～8.5扩展到5.0～10.重分析后新的方尾图谱可用于高速双体船的阻力估算.同时将新方尾图谱与高恩螺旋桨图谱的数据均转换成电子图表数据,直接应用Microsoft Excel进行现代高速(单体或双体)船舶的快速性计算.根据输入的主尺度和船型系数,自动对新方尾图谱的电子阻力数据进行查值和主要影响系数的修正计算,粘性影响修正与粘性阻力计算,以及确定高速单体船或高速双体船的总阻力与有效功率曲线.实际算例与船模试验结果比较表明,本方法便于进行不同尺度方案的阻力性能比较,是一种实用、高效、灵活、便捷与可靠的计算方法.     

舰船结构的耐疲劳性设计

为了在船舶设计初期了解船舶结构疲劳寿命,为详细设计提供参考并提高船舶结构设计质量,本文将热力学理论与弹性力学相结合,建立热-应力相互作用控制方程,探索船舶结构疲劳寿命计算与选型方法,并给出相应的算法流程。     

三体船兴波阻力计算研究

针对高速三体船的兴波阻力,考虑到船舶设计工作中阻力预报的特点,探讨了三体船兴波阻力计算的2种方法。然后将2种算法的计算结果和船模试验结果进行比较分析,得到了一些有意义的结论。结果显示本文方法是行之有效的,2种方法可用于三体船设计的不同阶段。