15.8万吨LNG双燃料原油船设计研究

以LNG双燃料Suezmax原油船为对象，研究其总体设计关键技术。阐述了首尾线型的设计特点和节能装置的应用比较，以及空船重量控制和结构设计满足最新规范的优化。分析了LNG C型罐在主甲板上的布置位置引起的视线盲区问题，并提出解决方案。在不同的风向、风速和船速等组合场景下，应用CFD方法数值模拟了LNG蒸气云团扩散对甲板面、生活楼和烟囱的影响，确定透气桅的较佳布置位置。综合多方面因素，对比分析双壁燃气管路在机舱的布置方案，收到了降本增效的效果。     

盾尾同步注浆模拟试验研究

盾尾同步注浆区域位于盾构隧道管片壁后，由于其空间的封闭性，难以对浆液的扩散情况进行观测，从而导致目前同步注浆材料的分布特性尚不明确。为此，研发了一种盾尾同步注浆模拟装置，进行了盾尾同步注浆模拟试验研究，对同步注浆过程中的土体内部的压力变化与上部土体的沉降进行了研究。结果表明，注浆开始后出浆口移动轴线上方土体内部的压力在注浆压力的影响下逐渐增大，在出浆口远离后逐渐减小，与此同时轴线两侧的土体压力逐渐增大，产生了明显的土拱效应；注浆稳定后浆液的内部压力主要由上部荷载决定，与注浆阶段注浆压力的大小无直接关系；注浆过程中引发的地表沉降的大小主要由注浆压力决定，其次受到浆液性质的影响；凝固后的注浆体横向上在出浆口附近厚度较小，两侧较大，纵向上厚度分布较为均匀。     

质子交换膜燃料电池气体扩散层测评技术研究

以质子交换膜燃料电池为代表的氢能利用技术为实现“双碳”目标提供了重要解决方案，气体扩散层作为燃料电池的核心组件之一，承担了传输反应物及反应产物、导电、导热等具体功能，在工作过程中蕴含着“气—水—热—电—力”复杂多物理场的共同作用，其性能直接影响到燃料电池整体输出特性。因此，开展燃料电池气体扩散层测评技术研究对于提供气体扩散层的设计选型，支撑行业产品横向对比，指导产品正向开发具有十分重要的实践意义。     

考虑浆土应力耦合作用的劈裂注浆机理分析

浆土应力耦合作用对劈裂注浆浆液扩散规律具有显著影响，砂土劈裂注浆设计应充分考虑这种影响作用.将劈裂注浆视作平面无限域的圆形扩张过程，基于牛顿型本构方程分析了浆液流场变化特征，并将劈裂通道下侧砂层视作半无限空间弹性体，采用弹性力学推导了均布荷载下劈裂通道宽度、浆液压力的分布方程.通过设置不同的浆液黏度、砂土弹性模量参数，深刻揭示了耦合效应下砂土劈裂注浆基本机理.结合郑州地铁某在建工程进行了对比验证.研究结果表明：浆液压力在孔口及远端处急速衰减，而在中间区段呈稳定变化趋势，劈裂通道宽度基本由浆液压力决定，其分布趋势与浆液压力分布趋势相同；浆液黏度、砂土弹性模量是影响劈裂扩散半径的重要因素，黏度和模量均与扩散半径正相关，黏度与劈裂宽度正相关，模量则与劈裂宽度负相关；本文理论计算值与现场开挖实际值偏差12%～15%，基本符合预期要求.     

模块面板式加筋土路基力学行为试验研究

利用加筋土路基室内试验模型，探索模块面板式加筋土路基在顶面局部荷载作用下的受力变形规律。结果显示：侧向和竖向土压力沿格栅布设长度方向均呈中部大、两端小的非线性分布趋势；面板累积侧向位移沿面板高度呈“中央大于首尾”的非线性分布趋势；格栅累积应变在整个填筑-加载过程中经历增加-波动和减小-稳定两个阶段；路基上部附加应力扩散角随外荷载的增加呈先增后减态势；侧向土压力系数沿面板高度分布规律与侧向土压力较为一致。     

聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育，水系丰富，由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点，直接威胁隧道施工安全。基于化学改性和无机-高分子杂化技术，以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础，结合复合功能助剂，制备得到聚氨酯复合注浆材料。通过对该复合注浆材料的SEM观测，分析浆材固结体的防渗性能。通过水槽注浆模拟试验，研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性。利用Galerkin有限元法建立连续模型方程，数值模拟浆液的流动过程，分析注浆过程中的流场特征。通过现场工程应用，验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果。研究结果表明，有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构，提高了结石体的力学性能和防渗性能。浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高，扩散程度好，注浆封堵效果明显。数值模拟结果与现场试验基本相符，对复合注浆材料浆液流场特征进行分析，有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制。山岭隧道突涌水的现场应用表明，使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象，后期经过长时间观测，封堵效果和耐久性优异。     

液化天然气码头集液池容积计算*

针对液化天然气（LNG）码头集液池容积设计思路不统一、设计方案多样的问题，对LNG码头孔口泄漏及蒸发扩散进行研究。利用数值计算方法建立泄漏量和蒸发量计算模型，并结合工程实际数据进行计算，对计算结果进行对比分析。结果表明，若泄漏时间小于5 min，则泄漏量与泄漏孔径关系不明显；若泄漏孔径小于25 mm，则泄漏量与泄漏时间关系不明显；泄漏点压力和管内流速的差异对泄漏量影响不显著。蒸发时间对LNG蒸发量影响显著，而环境温度对其影响不显著。码头泄漏量远大于码头面蒸发量，在集液池容积设计中可不考虑蒸发量的影响。码头泄漏量按泄漏时间10 min、泄漏孔径50 mm计算，可得到合理可信的LNG收集量。     

不同海况下风浪对船舶排气扩散的影响研究

针对船舶航行过程中污染气体的排放和再吸入问题。基于开源CFD代码OpenFOAM，采用内外场混合算法模拟船舶在不规则波浪中的运动，采用多组分气体扩散模型模拟风口气体的排放与扩散，将两者相结合对船舶在波浪中航行时的气体扩散进行数值仿真。在固定船舶排风口排气速度、新风入口进气速度以及船舶航速的前提下，分别模拟了四、六、九级海况下的船舶航行运动，研究了不同海况及风速下船舶运动对排气口气体浓度扩散所产生的影响，以及对新风入口处气体再吸入率的作用。     

船舶溢油GIS系统避险设计

为及时掌握船舶海上碰撞等事故导致的溢油事故、溢油分布范围，及时调度船舶救助，运用空间地理信息平台设计溢油规避风险系统。利用溢油扩散预估模型对溢油扩散海域面进行预估和分析，实现对船舶溢油空间分布实时分析，然后运用溢油避险模型模拟溢油事故扩散海域面积并计算，搜取事故中心海域附近各船舶信息并显示在信息系统。模拟结果证明，该研究分析系统可搜取事故影响海域及其附近的船舶及溢油事故油膜扩散空间信息分布评判，并实现溢油事故扩散情形空间平台实时、全方位可监视可预警。     

外部气流影响下的船舶通风口烟气扩散试验

为预先确定船舶初步设计中的通风口系统在外部气流场作用下的排气效果，找出设计方案在通风口排气方面存在的问题，采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）和风道试验的方法进行研究。以外部气流作用下的通风口烟气扩散试验为研究对象，建立含通风口边界条件的风道三维网格模型，求解不同气体流速下的黏性不可压缩定常流动。计算不同外部气流速度下和不同通风口布局下排气中的CO2分布扩散情况，结果表明来流速度增大会加快CO2体积分数沿流向的衰减速率，削弱CO2横向扩散程度。根据试验结果验证计算的准确性，证明应用CFD技术可评估通风口布局的优劣。