基于水动力参数设计的水下滑翔机横向静稳定性改善研究

为了提高水下滑翔机在洋流冲击下的横向静稳定性,以一定经济性为前提,借助数值模拟方法分析下潜及上浮2个状态下水翼后掠角及垂尾展弦比对横向静态航行性能的影响,从而优化水动力参数。结果表明,一定范围内增加水翼后掠角对水下滑翔机不同滑翔状态下的横向静稳定性均产生了积极作用,而增加垂尾展弦比对不同滑翔状态下的横向静稳定性影响具有双重性。该研究方法的提出为水下滑翔机在不同工况下航行的水动力参数设计提供了理论依据。     

考虑横梁刚度的横向分布系数计算

介绍一种考虑横梁刚度的荷载横向分布系数的计算方法，使荷载的横向分布较刚性横梁性更接近桥梁的实际工作情况。     

有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性

为解决规则圆柱桩群阻力计算问题，以指导涉及规则圆柱桩群的物理模型试验和数值模拟计算等工作，在归纳总结已有研究成果的基础上，通过先进的数显式测力设备和较为准确的悬浮测力法，对有限深度均匀水流中多圆柱横向等间距不同方式的排列桩群进行了阻力测试研究，得出了有限深度均匀水流中圆柱横向阻力影响特性规律，并归纳总结出了圆柱横向阻力影响系数的经验公式。通过大量的测试试验数据证实了这些研究规律的准确性、有效性及实用性，对工程实践具有参考价值。     

船体变形对轴系横向振动的影响研究

船体变形是影响船舶推进轴系振动的一个重要因素,但目前对于轴系横向振动的研究都是在基于船体为刚性体,不发生变形的前提下进行。针对某散货船,采用有限元法建立了船体变形下,轴系中心线垂向相对变形对轴系横向振动影响的计算方法和流程。结果表明:船体在不同工况下,轴系中心线垂向相对变形对轴系横向振动固有频率有着显著的影响。     

桥梁荷载横向分布系数影响因素分析

在桥梁荷载横向分布系数计算模型中,常常简单以一平面假设一以概之,对诸如边板中板截面差异、连续与简支、加宽加固等因素影响没有定量分析,致使计算结果与实际受力状态不能有效拟合。文中通过对不同结构（简支梁、连续梁）桥梁的主梁横向内力分析计算,揭示其横向分布系数的变化关系。     

超大型集装箱船甲板最大堆重研究

德国劳氏船级社规范(GL-2013)对集装箱船尤其是超大型集装箱船的横向加速度系数计算进行了调整,大幅度提高了甲板上集装箱堆重。文章根据绑扎计算结果,将规范变化前后的横向加速度系数和最大堆重进行对比,以及对2层箱高绑扎桥和3层箱高绑扎桥的最大堆重进行对比。结果显示,随着规范的更新及绑扎点高度提高,集装箱甲板最大堆重显著增加,堆重分布更加优化合理,为今后超大型集装箱船甲板面堆重设计参数的合理选取提供了一定的参考。     

不同侧船体对三体船横稳性的影响研究

为考察侧船体对三体船水动力性能的影响,特别是对横稳性的影响,构建了四型主船体相同而侧船体不同的三体船型线方案,计算了各型线方案的横稳性高,再应用 CFD 工具分析了不同侧船体方案对三体船阻力和横倾恢复力矩的影响,并通过模型试验对 CFD 阻力结果进行了验证。对比分析三体船初稳性高和横倾恢复力矩等数据发现,侧船体排水体积虽小,但作用在其上的横向动升力矩对三体船横稳性的影响不可忽视,特别是在航速较高时。     

某电力推进轴系横向振动影响因素分析

通过数值分析的方法研究动态因素对某电力推进轴系横向振动的影响,介绍运用传递矩阵法对船舶轴系进行横向振动分析的基本原理,结合某电力推进轴系实际情况,建立轴系计算模型,用Matlab编写了基于传递矩阵法的计算程序,对影响轴系横向振动的轴承刚度、艉轴后轴承支撑位置以及陀螺力矩三个因素进行计算分析,得到这些因素在不同条件下对轴系临界转速的影响。     

水火弯板成形因素对横向收缩量的影响

水火弯板自动化的研究需要定量化地确定横向收缩量.本文采用实验和有限元分析相互结合的方法来研究线加热过程中的横向收缩量.首先,利用水火弯板实验的结果标定有限元分析中呈高斯分布的热源模型参数,而后利用数值模拟的方法探讨水火弯板成形因素对横向收缩量的影响.这些因素包括自然对流换热系数、有无水冷、热源速度、加热焰道长度、燃气流量和横向曲率半径.研究结果表明:自然对流换热系数和横向曲率半径对横向收缩的影响很小;跟踪水冷可以形成有效的收缩;不同燃气流量的热输入有不同的横向收缩变形.本文提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体能量模型,该模型可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

横向不对称装载对集装箱船底部板架强度的影响分析

随着超大型集装箱船船宽的增大,其底部板架横向应力日趋受到关注。文章以集装箱船货舱区船底板架为研究对象,基于舱段数值仿真方法,考虑多种横向不对称装载型式、装载工况和动载荷工况,分析集装箱船底部板架的应力响应特点,讨论横向不对称装载型式对船底板架局部强度和应力分布的影响规律,并基于不同类型动载荷工况初步探讨其对横向不对称装载下的船底板架影响。研究结果表明,横向不对称装载下高应力点分布具有相似性,应力水平较原对称装载升高,校核集装箱船强度中建议考虑实际可能的横向不对称装载型式的影响。     

船闸闸首横向荷载及不平衡剪力分配方法

为提高闸首底板分段法的计算精度及其适用范围,针对规范中横向荷载分配方法的不足,在深入分析边墩横向荷载扩散传递机理的基础上,提出并列铰接悬臂梁法;并首次进行横向整体平衡分析,给出横向不平衡剪力的分配方法。结合工程实例计算,证明横向荷载分配之后进行内力调整的必要性。提出的2结点并列悬臂梁法,能够考虑边墩高度的影响,并反映横向荷载、弯矩分配比例不同的特征。对于承受横向不对称荷载的闸首,还应进行横向不平衡剪力计算和分配。与有限元结果比较分析表明,经横向荷载分配、横向不平衡剪力分配、内力调整后,底板内力计算结果有较高的精度。     

复杂水平荷载作用下部分埋入单桩的计算方法*

在Winkler地基梁模型和有限单元法理论的基础上,提出了一种在复杂水平荷载作用下求解部分埋置水平受荷单桩弯矩和位移的计算方法。将该方法计算结果与经典算例结果和现场试验结果进行对比,验证了该方法的正确性。通过算例分析了水流冲刷作用和桩顶约束条件对部分埋入桩桩身弯矩和位移的影响,分析结果表明,在研究冲刷对桩基水平承载力的影响时应结合桩顶的约束条件。该方法可有效开展复杂水平荷载下部分埋置水平受荷桩的计算分析。     

高速公路软基路堤临界高度研究

在软土地基上修筑高速公路存在路堤临界高度的问题，根据某高速公路的现场实测数据，探讨了临界高度对软基沉降、侧向位移的影响。分析结果表明：路堤填筑到临界高度以后，软基的沉降量、沉降速率、侧向位移量都急剧增大。最后，应用遗传神经网络算法来计算路堤临界高度，并结合工程实例验证了该算法具有较高的预报精度。     

基于神经网络和最大产量估算的挖泥船横移控制

针对目前绞吸挖泥船疏浚作业依靠人工手动操作无法保持较高产量的问题，研究了影响绞吸挖泥船产量的控制参数。采用神经网络预测和最大产量估算方法，得出在不同条件下挖泥船横移控制系统的最优控制参数，同时对此控制参数进行了对比仿真试验。结果表明：在一个不含边界减速的有效横移周期内，仿真产量高于实船操作产量。该方法可为绞吸挖泥船疏浚施工中横移系统的自动控制提供理论依据与技术参考，使绞吸挖泥船可以兼顾不同的控制要求和性能限制条件，在一个横移周期内稳定输出最大产量。     

A detailed finite element investigation of the effects of local lateral high-velocity impacts on the ultimate strength of unstiffened steel plates subjected to uniaxial in-plane compression

In this paper, the ultimate strength of unstiffened steel plates under uniaxial in-plane compression is numerically studied considering the local lateral impact of a rigid-body impactor. The plates are made of mild steel, where its behaviour is modelled by using the Johnson-Cook material model. The material parameters of the Johnson-Cook material model calibrated by the authors were employed for predicting the behaviour of the target in order to numerically reproduce the impact tests. The value of average in-plane stress of the plates is determined accounting for the collision of rigid-body impactor with masses of 50–150 gr and velocities of 400–1200 m/s. Moreover, the effects of stress waves induced as a result of lateral impact of the rigid-body impactor on the ultimate strength of the plates under uniaxial in-plane compression are also assessed. The results indicate that the ultimate strength of the plate decreases due to stress-wave creation and thus, it is required to take that into account. Besides, it is revealed that assuming the final damaged state of the plate after being laterally impacted by the rigid-body impactor as an initial condition, does not yield a correct response when evaluating its ultimate compressive strength under uniaxial in-plane compression.     

登陆台风对长江口口门水域的影响

针对登陆台风对长江口口门水域产生的影响问题,采用统计学方法对3次登陆台风期间现场采集的长序列定点观测资料进行系统分析。结果表明,台风登陆后有效波周期减小至常态天气水平,未出现长周期涌浪;台风登陆前水位抬升,最大增水与最大有效波高均出现在登陆前高潮时;台风登陆前有效波高在2 m以上时,波浪对口门处由南向北的横向流速分量起到抑制作用;其他时段,口门处由南向北的横向流速分量变化与涨潮过程一致。     

船舶舱室空调热舒适性评价指标及其微气候参数优化

船舶空调舱室热舒适性是影响船员工作效率和生活品质的重要因素。文章分析了影响空调舱室热舒适性的诸多因素,讨论了PMV (Predicted Mean Vote 预测平均满意值) 指标的作用及其运算方法。建立了舱室简化模型,并结合实际海况,计算了不同温度、相对湿度组合下的PMV,PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied, 预测不满意率)值及系统热负荷,分析了舱室内温度、相对湿度对其热舒适性及能耗的影响。在满足热舒适性指标的情况下,优化船舶空调设计参数以实现节能的目的。文章对船舶空调的设计及舱室温微气候参数的选择具有借鉴意义。     

水平循环荷载下饱和砂土中桩-土相互作用机理的试验研究

通过设计详细的模型试验方案,对埋入砂土中的模型桩施加水平循环荷载和水平静载两种力,并通过改变加载频率、循环次数以及桩的埋入深度来进行模型试验。收集了大量的实测数据,进行整理和计算后,对模型桩受以上各种因素的影响进行了比较和分析,得到桩-土之间在上述各种因素综合作用下所表现出来的量化规律。     

计及形变的滚塑船艇横摇运动中的混沌及其控制

以渔家乐滚塑休闲船为例,考虑船艇体的弹性形变、随机风速和随机波浪等非线性因素,采用时历图、相图、功率谱和Lyapunov指数从不同角度剖析船艇横摇中的动力学特性,然后应用精确反馈线性化和闭环增益成形算法相结合的方法设计控制器,使船艇脱离混沌状态。仿真结果表明：当计及船体弹性形变时,横摇频率加快,角速度和角加速度均增大,船艇稳性和舒适感变差;随着风和浪所含谐波次数的增加,横摇更加剧烈,混沌现象愈显著;所设计的控制器能够有效控制其混沌,从而达到增加船艇安全性、稳定性和舒适性的目的。     

考虑船舶轴系校中与弯曲振动的轴承优化布置

船舶在航行过程中,螺旋桨所受到的激振力通过船舶轴系传递给船体并引起尾部振动和噪声,给船舶的乘坐舒适性和安全性带来危害。本文利用传递矩阵法分别建立船舶轴系校中数学模型和弯曲振动数学模型,并使用拟定常法得到螺旋桨叶频和二倍叶频的激励力幅值比值,成比例输入到轴系系统当中,设置轴承间距和轴承标高为变量,以尾轴后轴承受力幅值最小为目标函数。在满足船舶轴系校中标准下,对轴承位置的轴向和径向进行双向优化,得到实例的最优布置方案,通过比较优化前后的尾轴后轴承受力响应幅值,可以发现优化效果明显,对船舶轴系设计与布置具有一定的指导意义。