向量式有限元法在管土相互作用中的应用

向量式有限元法是基于向量式力学和数值计算的一种创新性的结构行为分析方法。文章采用三种弹簧模型模拟海床,将向量式有限元法用于钢悬链线立管触地段与海床土体相互作用研究中,编制相应Matlab求解程序,计算了端部施加一定位移下立管的位形和弯曲应力,并与他人基于有限差分法及ABAQUS的模拟结果进行对比,同时运用该方法分析了弹簧模型、土体刚度、土体吸力系数等参数对立管触地段变形和弯曲应力的影响。结果表明向量式有限元法在模拟静态端部位移加载下的管-土相互作用是准确和可行的,能够直接求解变形和内力,具有相对简洁性,此方法是对立管力学行为的模拟,符合实际运动变形过程。为模拟管-土相互作用提供了新方法,同时为进一步研究实际循环载荷下管-土相互作用奠定了基础。     

气升式一体化A/O生物膜反应器的硝化和反硝化过程

构建了新型气升式一体化A/O生物膜反应器并于生活污水的脱氮处理,研究了反应器挂膜启动后硝化和反硝化反应形成的过程.试验结果表明,由于反应器构造独特,能够形成具有不同溶解氧浓度的好氧区、缓冲区和缺氧区,并利用曝气推动力实现硝化液在各区间的循环.通过对进水方式的调节,反应器内能够形成良好的硝化和反硝化过程,硝化率和反硝化率分别达到89.49%和97.86%.     

新型一体化反应器的启动及其脱氮性能初试

提出一种新型的一体化生物膜反应器用于生活污水脱氮的处理,考察了反应器启动阶段出水的变化.生物膜驯化成熟后,考察了系统对总氮的去除效果,结果表明在水力停留时间为24 h,进水总氮37.69 mg/L时,反应器总氮去除率达到85％.此状态下,对反应器单个运行周期的脱氮特性进行了考察,结果表明连续出水水质稳定,氨氮去除率达到98％,出水氨氮基本维持在1 mg/L以下.     

我国老龄人口交通问题的调查与分析

老龄人和残疾人是交通中的弱势群体,改善弱势群体的出行环境,是其融入社会、同享生活的最基础的要求。我国应该从弱势群体真正的需求出发,各部门配合,抓管理、技术、设备及社会意识,督促无障碍建设的顺利推行,为弱势群体营造一个平等和谐的生活环境。     

气升间歇内循环一体化反应器的开发

提出了一种新型的气升间歇内循环一体化反应器,利用曝气动力实现混合液在厌氧区和好氧区的循环,采用变液位间歇交换模式在厌氧区创造厌氧/缺氧交替环境,通过强化反硝化除磷过程实现污水同步脱氮除磷.考察了三种工艺形式下污染物的去除效能和去除特性,实验结果表明:采用固定床生物膜-沉淀出水工艺形式,可以实现良好脱氮,厌氧区固定生物膜微生物具备反硝化除磷环境,但因无法有效排泥造成除磷效果较差;采用移动床复合生物系统-沉淀出水工艺形式,可以加强以活性污泥形式存在的常规聚磷菌的作用,除磷效果改善,但生物量受污泥沉淀效果的影响而偏低造成氮、磷去除率较低;采用移动床复合生物系统-膜出水工艺形式,能保持较高浓度的生物量并能有效排泥.在水力停留时间(HRT)为22h、间歇交换周期为185min、污泥龄(SRT)为17d的条件下,进水COD、NH4+-N和PO43--P浓度分别为821.3、102.5和21.3mg/L时,反应器对COD、TN和PO43--P去除率分别达到91.8%、84.8%和94.4%.     

水泥(粉煤灰)稳定煤气化多孔炉渣抗冻性能研究

为研究煤气化多孔炉渣路面基层材料的抗冻性能,采用炉渣100%替代天然集料制备了水泥稳定炉渣和水泥粉煤灰稳定炉渣,分析不同冻融循环次数下,水泥(粉煤灰)稳定炉渣的质量损失和冻融残留抗压强度比(BDR)变化,并与水泥稳定碎石进行对比。结果表明,水泥(粉煤灰)稳定炉渣经5次冻融循环后BDR可达94.1%以上,均高于水泥稳定碎石;工程试验也证明炉渣路面基层抗冻性良好。     

顶张力立管涡激振动抑振装置性能比较

为降低甚至消除漩涡脱落引起的顶张力立管振动响应从而提高其疲劳寿命,设计了五种型式的涡激振动抑振装置,并在中国海洋大学物理海洋实验室对装有抑振装置的模型立管进行了实验研究.得到了模型立管在几种不同流速下顺流向和横向涡激振动应变时程曲线,同时为了对比分析也测量了没有安装抑振装置的裸管的响应曲线.对比分析了三种外流流速下抑振装置对立管涡激振动响应的影响,结果表明各种抑振装置对立管顺流向和横向涡激振动幅值和频率都有不同程度的降低,但其影响和有效性各不相同.     

考虑内流和海床作用的柔性立管和钢悬链线立管非线性分析(英文)

Flexible risers and steel catenary risers often provide unique riser solutions for today’s deepwater field development. Accurate analysis of these slender structures, in which there are high-speed HP/HT internal flows, is critical to ensure personnel and asset safety. In this study, a special global coordinate-based FEM rod model was adopted to identify and quantify the effects of internal flow and hydrostatic pressure on both flexible and deepwater steel catenary risers, with emphasis on the latter. By incorporating internal flow induced forces into the model, it was found that the internal flow contributes a new term to the effective tension expression. For flexible risers in shallow water, internal flow and hydrostatic pressure made virtually no change to effective tension by merely altering the riser wall tension. In deep water the internal pressure wielded a dominant role in governing the riser effective tension and furthering the static configuration, while the effect of inflow velocity was negligible. With respect to the riser seabed interaction, both the seabed support and friction effect were considered, with the former modeled by a nonlinear quadratic spring, allowing for a consistent derivation of the tangent stiffness matrix. The presented application examples show that the nonlinear quadratic spring is, when using the catenary solution as an initial static profile, an efficient way to model the quasi-Winkler-type elastic seabed foundation in this finite element scheme.