海洋观测平台在波浪中运动响应的数值模拟(英文)

Offshore observation platforms are required to have great ability to resist waves when they are operating at sea. Investigation on the motion characteristics of the platforms in the sea can provide significant reference values during the platform design procedure. In this paper, a series of numerical simulation on the interaction of a triple-hulled offshore observation platform with different incident waves is carried out. All of the simulations are implemented utilizing our own solver naoe-FOAM-SJTU, which is based and developed on the open source tools of OpenFOAM. Duration curves of motion characteristics and loads acting on the platform are obtained, and a comparison between the results of the amplitude in different incident waves is presented. The results show that the solver is competent in the simulation of motion response of platforms in waves.     

基于全时域势流理论的船舶与液舱晃荡耦合运动的数值计算

基于三维线性有航速时域势流理论计算船体时域运动外域波浪力,同时采用三维全非线性时域势流理论来计算舱内液体的非线性晃荡所诱导力与力矩,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程。该方法能够完整地考虑波浪、船体和液舱晃荡之间的实时耦合作用。研究结果表明:通过模型实验和数值模拟计算的对比,数值模拟计算能够清晰显现出液舱晃荡对船体全局运动影响,无航速船体运动RAO与模型实验结果吻合良好,有航速运动计算合乎预期。     

波浪中航行船舶水动力和运动分析的Rankine源高阶面元法研究

基于三维频域势流理论,采用计及定常绕流影响的物面和自由面条件,建立了求解波浪中航行船舶水动力和运动响应的Rankine源高阶面元法。采用九节点等参单元离散船体表面,引入Rayleigh人工阻尼项消除自由面截断处波浪的反射,并基于积分方法计算物面条件中的mj项。为了反映波浪自船头向船尾传播的特性,提高数值计算稳定性和精确性,采用二阶迎风差分格式处理自由面条件中速度势的二阶空间导数。选择不同的自由面范围和网格密度对船舶在典型工况下的水动力系数进行计算和分析,以确定达到收敛要求的离散参数取值。在此基础上,针对不同船型在不同遭遇频率下的水动力和运动响应进行数值预报,并将它们与试验及其它数值方法的结果进行对比,表明用该方法计算的结果与试验数据吻合良好。该方法与基于线性均流和常值单元离散的Rankine源法相比精度更高,对于船体外飘的船舶水动力计算要比移动脉动源法更为稳定。     

基于CUDA快速体数据梯度计算的实时体绘制研究

在体绘制的光线投射算法中,需要传递函数确定体数据对光学属性的映射.体数据梯度是传递函数的常用参数.为了提高三维绘制精度,使用精确的三维Sobel算子进行体数据梯度幅值计算,但由于采用Sobel算子进行计算时计算量十分庞大,因此在计算统一设备构架(Compute Unified Device Architecture,CUDA)下对算法进行并行加速.在此基础上分析并研究了一种基于CUDA快速体数据梯度计算的体绘制算法,达到了梯度的实时计算.实验证明该算法能够在PC机上实现精确的序列图像实时体绘制.     

电动汽车用锂离子电池组温度均匀性试验研究

以电动汽车用方形磷酸铁锂电池为研究对象,通过分析恒流放电过程中有/无高导热石墨片的电池单体表面以及电池模块不同位置间温差的变化情况,研究了高导热石墨片对提高锂离子电池温度均匀性的作用。试验结果表明,高导热石墨片作为强化传热措施,能够有效提高电池单体表面以及电池模块内部的热均匀性,进而提高电动汽车用动力电池热管理系统的性能。     

静荷载下新建高速公路强风化填料高填方路基稳定性研究

高填方路基在施工及运行期的稳定性分析是高填方路基工程中的重要问题之一。高填方路基的沉降和稳定问题的解决与否,将成为山区高等级公路安全、快速行驶的关键。对于建造在平坦地面上的路堤,特别是高度小于20 m的路堤的性状,已经有了较清楚的认识,并根据它们的特点制订了相应的设计规范。但是,对于高度大于20 m的高路堤的特性认识还不够充分。因此,深入认识高填方路基的工程特性,确保高填方路基的稳定性成为山区高速公路建设急需解决的关键问题之一。基于此,以新建高速公路强风化填料高填方路基为研究对象,在深入研究填料强度特性的基础上,对该高填方路基稳定性进行了详细分析。结果表明,原先采用强风化填料高填方路基稳定性不足,变更设计后稳定性满足要求,研究结果具有重要的应用价值。     

施工阶段对CFG桩复合地基沉降与受力影响的有限元分析

复合地基研究的关键在于各类复合地基中荷载传递机理、附加应力的分布规律及特点.而对这一问题的研究,以有限元为代表的数值模拟方法,可以模拟复合地基的物理几何特性及各种工况,可以展示整个计算域的应力场和位移场,可以避免模型尺寸、形状、荷载、参数等限制,并且可以模拟室内和现场难以达到的试验条件和试验方案,在工程中有着广阔的应用...