斜坡堤护面稳定重量计算中英规范对比分析

本文介绍了目前国内外对于不越浪或允许少量越浪的斜坡堤块石护面及常用人工块体护面稳定性常用计算方法,对比分析了各计算方法的适用性及参数选取注意事项,并对堤头、转角等防护范围进行了论述。另外本文对堤后护面块体及低堤顶高程斜坡堤护面块体计算方法进行了简要说明。     

中外港口规范对比研究Ⅲ:防浪结构护面块体稳定性计算标准

文章对中国、日本、英国、美国等国内外港口相关规范中涉及的防浪结构进行了简要对比,并以典型的防浪结构-斜坡堤为例,重点对比分析了中外规范中对护面块体稳定性计算标准的差异。对比结果发现:中国规范在计算护面块体稳定性时对于稳定系数的选取要大于国外规范,采用国外标准计算的块体稳定重量普遍要比国内大;此外对比分析了国内外规范中对块体稳定性的计算公式后发现,国外规范中对于护面块体稳定性计算时考虑的因素较为全面,其适用条件更为明确,这将为涉外工程相关设计提供借鉴与参考。     

人工块体护面斜坡堤越浪模拟的非静压模型研究

基于非静压波浪模型SWASH,提出了采用等效底摩阻的方法模拟人工块体护面斜坡堤越浪的方法。采用曼宁系数作为等效摩阻系数,可以较好地反映人工块体护面斜坡堤的越浪变化;非静压模型的等效摩阻方法可以合理估计越浪量并且具有较高的计算效率,可以用于估算实际工程条件下越浪量分布。     

基于FLUENT扭王字块体护面斜坡堤越浪量的数值研究

采用FLUENT软件对斜坡堤越浪进行数值模拟,可以通过改变多孔介质区中的惯性阻力系数来模拟护面块体消浪作用的大小,但不同护面块体对应的惯性阻力系数不同,如何具体确定惯性阻力系数的值是数值模拟计算斜坡堤越浪量的难点所在。基于FLUENT软件平台并结合斜坡堤越浪的物模试验,综合考虑多种影响因素,运用多元回归方法,给出了扭王字块体的惯性阻力系数的计算公式;在此基础上,对比越浪量的数模计算值与物模试验值,二者吻合良好,表明文中构建的数值方法合理有效,可以较为准确地计算扭王字块体护面斜坡堤越浪量,为FLUENT软件数值模拟计算扭王字块体护面斜坡堤越浪量的研究开辟了一条新途径。     

不规则波作用下斜坡堤越浪的数值模拟

基于OpenFOAM建立三维数值波浪水槽生成不规则波,利用体积平均的RANS方程和包含非线性项的渗流方程描述斜坡堤内部的水体流动,通过网格划分工具对斜坡堤外层扭王护面块体进行全尺度精细划分模拟,研究了正向入射不规则波与扭王块体护面斜坡堤的相互作用。模型模拟实验室尺度及原型尺度斜坡堤得到的平均越浪量分别与试验结果及按照重力相似准则换算原型结果吻合较好,所建立的数值模型可以描述实际工况下扭王块体护面斜坡堤的越浪过程。     

人工块体护面防波堤与宽肩台防波堤对比

斜坡式抛石防波堤的护面结构,是防波堤结构设计中至关重要的部分。通过对福建某防波堤护面块体的研究,将人工块体护面的斜坡堤与宽肩台斜坡堤进行分析对比,并通过物理模型试验验证,得出两种不同结构形式在掩护效果、护面稳定性、石料用量、工程造价等方面的不同特点和差异性,对类似防波堤工程护面结构选型具有参考价值。     

斜坡式防波堤护面块体(ANTIFER)设计实例

依托在建的阿尔及利亚Bethioua矿石码头项目,介绍了地中海地区常用的斜坡式防波堤护面块体Antifer块的设计方法。针对项目在三维物理模型试验过程中直立堤与斜坡堤连接处Antifer护面块体局部失稳问题,通过观察模型试验现象并分析类似防波堤损坏特点,得出波浪在连接处波能集中波高变大、部分波浪破碎产生强烈的冲击作用、连接处块体摩擦作用降低是导致连接处护面块体失稳的主要原因。提出了合理布置防波堤方向、加大护面块体质量、降低坡度和布置潜堤等保证连接处护面块体稳定性的方法,为类似工程设计提供参考。     

波陡对于扭王字块稳定性影响的试验研究

对于护面块体稳定重量的计算,目前最为常用的Hudson公式在计算护面块体稳定重量时,只考虑了波高的影响,没有考虑波陡对于护面块体稳定重量的影响。文章以两种不同重量的扭王字块作为斜坡提的护面块体,考虑3种不同的斜坡堤坡度,采用不同波陡的波浪进行护面块体稳定性的物理模型试验研究。结果表明,波浪的波陡对于护面块体的稳定性具有影响,对于同一重量的扭王字块,护面块体失稳波高随波陡减小和斜坡堤坡度变陡而减小;K_d数随波陡的增大而增大。     

斜坡堤护面块体的安全度分析

斜坡堤护面块体的稳定重力通常按赫德森公式计算,但其安全水平并不明确。提出护面块体安全度的概念,推导出其数值为KN=2.2,两组断面模型试验的结果验证了这个数值是合适的。利用护面块体的安全度,可以客观确定护面块体的稳定重力、新型护面块体的稳定系数,还可用来校验现有各种护面块体稳定系数的合理性。     

斜向浪作用下护面块体稳定重量的探讨

对现行行业规范关于波浪作用下斜坡堤护面块体稳定重量计算的有关规定进行了简述和讨论。结合工程案例,对斜向浪作用下斜坡堤四角空心方块护面结构的稳定重量进行了试验研究,发现现有行业规范相关规定具有一定的局限性,类似工程的设计应予以重视,并说明模型物理试验验证设计方案的必要性。     

允许越浪条件下海堤越浪量可靠度分析*

基于可靠度理论,进行了允许越浪条件下海堤越浪量的可靠度分析,建立了允许越浪条件下海堤越浪量的极限状态方程。以青岛某斜坡式海堤为例,将有效波高和谱峰周期作为基本随机变量进行越浪量可靠度分析。首先对有效波高和谱峰周期进行Log-normal、Gumbel分布拟合,根据拟合结果,二者均采用Log-normal分布,然后采用Monte Carlo模拟计算了该海堤越浪量的可靠性指标。计算结果表明:进行允许越浪条件下海堤越浪量的可靠度分析是可行的,并且海堤越浪量的可靠性指标概率意义明确,比允许越浪量标准更合理。     

Application of probability theory to marne project appraisal

The importance of specifying and quantifying the project risks in the investment decision process cannot be overemphasized. Even more so in the context of marine project appraisal, since the shiping markets are characterized by extreme volatility and high cyclicality. The use of probability theory in investment decisions is reviewed and applications are derived for marine projects. The paper focuses on the use of Monte Carlo simulation to determine the mean and variance of the input variables. Within the Monte Carlo framework three alternative methods are used for the construction of probability distributions; the scaled halves of a normal distribution, two unscaled parts of a normal distribution and finally use of altenative distributions, such as beta, gamma and chi-square. An alternative methodology is also drawn from the literature, namely the Pearson-Turkey three point approximation, to contrast with the Monte Carlo method.     

船舶可修指数分布单元的可靠性评定

文章推导出可修小子样指数分布单元的Bayes方法稳态可用度下限,并在其基础上进行Monte Carlo仿真。评定方法有效地解决了船舶动力系统的可修小子样指数产品可靠性评定问题。     

结构自重及摩擦系数作变量对直立式防波堤可靠度的影响*

在直立式防波堤的抗滑、抗倾可靠度分析中,通常将结构与基床间的摩擦系数f,直立式防波堤在水中的重力G及其引起的稳定力矩MG均作为定值处理,而忽略三者的变动对可靠度的影响。以秦皇岛港燃料油基地的直立式防波堤为例,采用JC法、映射变换法及Monte Carlo模拟3种方法分别计算了摩擦系数f,自重G及其引起的稳定力矩MG作为定值和变量时直立式防波堤抗滑、抗倾的可靠性指标。结果表明：将摩擦系数f,自重G及其引起的稳定力矩MG均作为变量处理,得到的可靠性指标更精确、更符合实际情况;摩擦系数f的变动对直立式防波堤的可靠度影响较小,而自重G及其引起的稳定力矩MG二者的变动对直立式防波堤的可靠度影响较大。     

射流管式电液伺服阀可靠性数字仿真

从射流管式电液伺服阀的基本失效分析出发,运用故障树分析理论,建立了以其不能正常工作为顶事件的故障树,并收集了各个底事件的失效分布函数。运用了蒙特卡罗方法与故障树分析相结合进行可靠性数字仿真,并以MATLAB为平台,编制了伺服阀的故障树仿真分析程序,得出了射流管式电液伺服阀平均故障间隔时间和在不同工作时间要求下的可靠度,为射流管式电液伺服阀可靠性定量分析、评估提供了一定依据。     

基于可靠性方框图与蒙特卡洛仿真的船舶配电网可靠性分析方法

国船舶工业发展迅速,尤其在近几年迎来了跨越式的发展。船舶建设工业的发展能充分体现一个国家的经济和国防建设水平。但船舶配电网拓扑结构与陆上电网不尽相同,其运行环境非常恶劣,供电连续性和可靠性成为衡量船舶生命力的重要指标,同时也深刻影响大型船舶的平均寿命。因此,可靠性研究在船舶建设中发挥着越来越重要的作用。本研究以典型大型船舶中压配电网结构为研究对象,在全系统元件正常运行时相互独立的情况下,重点研究不可维修与可维修下的系统可靠度、MTBF、可用度、停运时间和失效数等,并进行详细的分析与讨论。首先,本文综合考察各种可靠性分析方法的适用性和准确性,选择利用可靠性框图、最小路集分析法计算并分析不可维修情况下系统的可靠度、平均故障间隔时间等可靠性指标；接着,本文简述了配电网的多种维修任务类型,并采用最小路集法与蒙特卡洛仿真法相结合的方法计算并分析可维修系统的可用度、停电时间、失效数等指标。本文研究结果对船舶配电网的设计、建造、运行和维修等具有积极的意义。     

考虑随机材料、尺寸及初始缺陷的加筋板结构极限强度研究

为获得加筋板结构极限强度的统计规律,考虑结构材料、尺寸及初始缺陷的随机性（其数值可以认为是满足某种分布规律的随机量）,采用Monte Carlo结合非线性有限元进行强度的研究。在验证非线性有限元准确性的基础上,取结构尺寸、初始缺陷幅值、材料参数为随机变量,采用数值实验、最大熵法及K-S检验拟合获得极限强度的概率密度函数。结果表明,在较少样本时最大熵法可准确获得统计规律,为结构可靠性分析中复杂结构抗力模型的研究提供参考。     

大型浮吊控制系统可靠性分析与仿真

根据系统的结构组成,以及现场收集的数据,建立了浮吊控制系统的故障树（FTA）;运用蒙特卡罗随机模拟方法,在Matlab环境下对系统进行了可靠性指标的计算与仿真,得出了系统的可靠度曲线,掌握了现有装置可靠性水平及影响可靠性的薄弱环节,同时,仿真结果为浮吊控制系统的维护和检修提供了依据。     

应用蒙特卡罗方法优化任务包的作业安排

在现代造船模式下，合理地安排众多的任务包的生产，满足资源限制要求，并做到资源利用的均衡，是生产计划的基本要求。面对复杂的造船生产，仅靠计划制订者个人的经验很难制订出合理的生产计划。通过引进蒙特卡罗方法，实现计划制订、计划平衡及计划调整的计算机处理。以一分段生产的计划安排为例，在保证分段建造周期及在资源限制条件下，应用蒙特卡罗方法确定较优的任务包作业顺序。通过计算结果分析，证明该方法可行。     

远航船舶的备件配置方法研究

根据船舶远航时的特点,提出以可用度为中心的备件配置方法,配置模型和Monte Carlo仿真方法可综合考虑远航船舶装备的可靠性及维修性影响,相比于传统经验方法,能较好反映实际需求。