船体低阶湿模态计算方法对比研究

以某豪华游轮船体为研究对象,针对船体梁的低阶湿模态特性,将虚质量法应用于船体低阶湿模态计算,并与基于Lewis经验公式的附加质量法进行了对比分析。结果显示两种方法前四阶船体湿模态相差均在4.5%以内,特别是船体首阶湿模态相差仅0.3%。但附加质量法计算附连水质量过程复杂,且高阶模态计算偏差大。虚质量法计算过程简单,计算结果准确可靠,并且可在一次计算中得到船体前几阶低阶湿模态。本文使用的计算方法适用于船体低阶湿模态计算,对工程实际问题有一定的参考价值。     

氯离子侵蚀下混合纤维增强钢筋混凝土损伤规律

混合纤维增韧混凝土具有很好的耐久性。针对PVA和UPE混合纤维混凝土,采用高浓度氯离子溶液进行120 d侵蚀试验,并结合三维数值模拟技术,预测分析氯离子侵蚀前后钢筋混凝土梁的承载力和损伤变化规律。结果表明,无纤维混凝土和纤维体积含量为0.2%(其中0.1%PVA和0.1%UPE)的混凝土受海水侵蚀后脆性增加,峰值应力和对应的应变减小;但掺加纤维能降低混凝土梁遭受氯离子侵蚀的抗弯曲承载能力的损失率和峰值应力对应的应变损失率,同时增加梁的韧性;加载位移为20 mm时,海水侵蚀后有纤维的梁最终拉伸损伤比无纤维的梁最终拉伸损伤减小4.9%,最终压缩损伤比无纤维的梁最终压缩损伤减小16.2%。     

损伤Timoshenko梁振动功率流特性

研究了损伤Timoshenko梁的振动功率流特性.用一局部转动弹簧来模拟梁中的损伤,利用断裂力学的有关理论得到局部弹簧的转动刚度.为了分析问题简便,讨论了一无限长Timoshenko梁在集中载荷作用下的弯曲波运动以及振动功率流的输入与传播,分析了振动功率流与损伤位置及其深度的关系,为Timoshenko梁的损伤识别提供了理论基础.     

水下爆炸作用下对称结构船体梁整体损伤特性研究

基于相似原则设计了全封闭对称结构船体梁模型,将TNT炸药置于模型中部正下方爆炸,通过改变爆距和药量来研究梁模型在水下近距非接触爆炸作用下的整体损伤特性,比较爆炸气泡运动对梁结构造成的中垂和中拱弯曲损伤作用,探索近距条件下炸药爆炸造成梁发生整体损伤变形时的高效攻击方式。研究发现:在近距非接触爆炸作用下,当爆炸气泡脉动频率与梁一阶湿频率相近时,水下爆炸气泡对梁结构造成的损伤作用以中垂弯曲为主,且爆径比越小,中垂损伤作用越明显;若爆径比不变,随着药量的增大,梁的整体损伤模式会由中垂弯曲向中拱弯曲转变;一定爆距范围内,炸药在远距离多次爆炸比近距离一次爆炸所造成的梁结构中垂损伤变形要大。     

考虑流场影响下破冰船艏部结构响应研究

通常考虑船-冰碰撞附连水的水动力效应有附加质量法和流固耦合法。本文建立了破冰船破冰场景,基于流固耦合法进行了数值仿真计算,分析了水域流场对船体的冲击压力变化、流场的速度分布变化以及流场的动能变化。同时与附加质量法的计算结果进行了比较,对比分析了船艏的碰撞力大小、损伤变形以及局部冰载荷等差异,揭示了流场对船-冰碰撞的影响规律,对于破冰船结构设计具有重要的参考价值。     

高速列车复杂结构焊接变形数值模拟

提出基于平均温度曲线法的高速列车复杂结构焊接变形快速数值模拟方法.针对A7N01铝合金平板对接多道焊,分别采用移动热源法和平均温度曲线法模拟焊接过程,将两种计算方法得到的焊接变形和残余应力的模拟值与实测值比较,验证平均温度曲线法替代移动热源法的可行性.结果表明:平均温度曲线法计算的焊接残余应力和变形与移动热源法计算结果基本一致,两种方法的计算结果与实测值比较吻合,因此,可以采用平均温度曲线法替代移动热源法模拟复杂结构的焊接过程.针对高速列车枕梁,基于平均温度曲线法模拟了枕梁焊接过程,枕梁焊接变形的计算值与实测值变形趋势一致,计算的变形值误差在10%以内.     

船舶机械低频声-固耦合数值模型中激励施加方式分析

声固耦合数值模型在预报低频机械噪声时克服了传统流固声数值模型分步计算的不足。常用的声-振分析软件如Virtual.Lab的直接声振耦合统一求解算法不能直接施加设备的加速度激励,常采用大质量法将设备机脚的加速度激励转化为力激励。论文基于结构有限元/声学自动匹配层(FEM/AML)声固耦合方法,提出将激励直接施加到设备质心处的简化大质量法。机械噪声预报结果与传统大质量法、流固声方法结果进行对比,验证简化方法的有效性。基于声固耦合数值模型预报船舶机械噪声时,可采用简化的大质量法将加速度激励转化为力激励,并作为输入直接施加到设备质心处。     

船舶梁肘板的设计方法

在较全面研究梁肘板及相关问题，即梁肘板的受力（应力集中与疲劳损伤）和梁肘板的结构工艺性问题后，本文提出了船体结构梁肘板的两种设计方法：线弹性理论计算法；规范设计法。     

预弯复合梁开裂后的正截面强度

本文根据跨度为4.0m的预弯复合梁在一次性加载破坏过程中实测的梁挠度、截面应变与作用荷载的关系,得出了预弯复合梁开裂后刚度随作用荷载的衰减规律、截面几何形心随作用荷载的移动规律,从而提出了预弯复合梁一次性加载破坏过程中,一期混凝土开裂状态时的刚度和强度实用计算式。     

有限域液体附加质量对板结构振动特性的影响

基于附加质量法、公式估算法以及流固耦合有限元方法对有限域流体与结构耦合振动特性进行计算分析,以方箱底板单面接触有限域的液体,以及双面分别接触有限域液体和无限域液体工况为例,通过一系列计算得出工程中处理附连水质量影响的一般方法和经验。给出处理有限流体域问题时附加质量法的一般适用准则,即当浸水参数h/b0.1时,利用附加质量法具有足够的工程计算精度,而当h/b>0.1时,建议采用流固耦合方法进行计算。     

港口肮道疏浚工程中的断面法挖槽土方星的计算分析

首先介绍了疏浚工程边坡坡度、超宽、超深的设计,进而介绍了港口航道疏浚工程中一种能提高精度的断面法土方量的计算模式,并提出了开发航道挖槽土方量计算软件的方法.提高了疏浚工程的经济性.     

CFD方法预报螺旋桨敞水性能及CFD方法不确定度分析

螺旋桨作为船舶最常用的推进装置,在船舶高速化发展中发挥着举足轻重的作用。随着船舶载荷的增加,螺旋桨的水动力性能和敞水特性引起了国内外研究人员的广泛关注。螺旋桨在正常运行时,会受到非均匀尾流场的振动和空泡效应,使螺旋桨受到的脉动压力剧增,产生大量噪声的同时对螺旋桨的结构和性能造成损害。本文针对螺旋桨的水动力性能,采用CFD数值模拟技术和Fluent软件,对螺旋桨的敞水特性、噪声特性和不确定度等因素进行了系统的分析,对船舶螺旋桨的结构和流体力学设计具有重要的研究价值。     

A comparative analysis of the fluid-structure interaction method and the constant added mass method for ice-structure collisions

The constant added mass (CAM) method and the fluid-structure interaction (FSI) method are widely used to simulate ship-ship and ship-ice collisions. In the CAM method, the hydrodynamic effect of the surrounding water is treated as a constant added mass, whereas in the FSI method the surrounding fluid flow is explicitly modelled. The objective of the paper is to compare the two methods and to explain the causes of the differences in the results. We considered collision between a freshwater ice mass and a floating steel structure. For both methods, the numerical simulations were performed with the LS-DYNA software. The behaviour of the ice mass was modelled using an elliptic yield criterion and a strain-based pressure-dependent failure criterion. To ensure realistic ice behaviour, the ice model was calibrated using general trends found in laboratory and in-situ indentation tests with focus on the laboratory-grown ice and the fluid model in the LS-DYNA was verified by comparing the added mass coefficients for a spherical body and a rectangular block with the corresponding WADAM results. To validate and benchmark the numerical simulations, experimental data on ice-structure interactions in water were used, including the acceleration of the floater wall measured with the dynamic motion unit (DMU), the relative velocity between the ice mass and the floater before the impact and some images extracted from video recording of the test. The comparisons indicated that the FSI method yields better results for the motion of the floater, i.e., the acceleration of the floater wall caused by the ice mass’s impact and the relative velocity were in reasonably good agreement with experimental measurements. It was also found that the CAM method was faster but predicted a higher peak contact force and more dissipated energy in the ice mass than in the FSI method.     

基于连续函数最小二乘法的潮汐迭代调和分析方法

针对恶劣天气或仪器等意外情况导致潮位数据缺测或者具有重大误差等情况发生时,根据多次调和分析方法的思想,给出了基于连续函数最小二乘法的潮汐迭代调和分析方法,给出了方法收敛的条件。与通常的多次调和分析法相比,该迭代方法不仅能够大大减少计算量,而且不用事先采取某种方法补全或替换原始资料。     

车辆特征提取方法综述

详细分析了车型识别技术中车辆特征提取方面的所用到的技术,并对其优缺点进行了概括.     

一种热电偶测量仪表的校准方法

提出了一种热电偶测量仪表的校准方法.采用Labview软件和高精度模拟输出板卡相结合的方法,将温差转化为0～5V的直流电压输出,将不同类型的热电偶分度表拟合出函数关系,用于纠正热电偶产生的热电动势和温差之间非严格线性关系,然后通过外部模拟运算电路将板卡输出电压转化为标准热电偶的温差电动势输出,可以实现多种类型热电偶测量仪表在不同使用温度范围的校准.经过数据测试及分析,输出的温差电动势均在允许的误差范围内,且操作简便,能很方便地用于热电偶测量仪表的校准.     

面元法预估导管螺旋桨定常性能的一种简便方法

用基于速度势的低阶面元法建立预估导管螺旋桨定常性能的计算方法,即对导管和螺旋桨都采用面元法,在计算面元的影响系数时计入导管和螺旋桨的相互影响。将对JD简易导管桨的计算与实验结果进行比较表明,该方法可以有效地应用于导管桨的定常性能计算。     

轴系校中的三弯矩法相对力矩分配法的优势

通过分析建模和计算方法，并提供计算实例，对船舶轴系校中的三弯矩法和力矩分配法的优劣进行比较，认为前法与实际接近，值得推荐，而后者误差太大，应该淘汰。     

施工项目成本控制方法探讨

介绍了建筑施工企业在市场竞争中,要立于不败之地,必须遵循的施工项目成本控制的原则和施行的施工项目成本控制的有效途径。     

基于牛顿迭代法的潮汐模型高低潮时计算方法*

在由调和分析方法建立了潮汐潮位预报模型后,利用牛顿迭代法给出了一种快速求解潮汐潮位预报模型的高低潮时方法.利用连云港的潮汐潮位预报模型,分别通过不同的求解高低潮时的方法,对潮汐高低潮时进行了预报.计算结果表明,在满足同等精度条件下,求解高低潮时的牛顿迭代法具有计算量小、收敛速度快等优势.