中低雷诺数流动直接数值模拟的算法比较

文章采用不同的算法对中低雷诺数方腔驱动流动进行了直接数值模拟,所用算法分别是人工压缩方法、SIMPLE算法以及PISO算法.三种算法均采用有限体积法基于交错网格技术离散N-S方程,时间项采用全隐格式离散,对流项采用QUICK格式离散,并将它们得到结果与Ghia发表的基准解进行了比对.文中分析了在同样的收敛条件下,不同算法之间的稳定性,收敛速率以及准确性的差异,发现PISO算法在较低雷诺数Re=400和Re=1000情况下最准确,而人工压缩算法在雷诺数为5000时最准确,在所有计算的不同Re数条件下,发现人工压缩法达到收敛所需时间都是最少的,这可以使它成为中低雷诺数下研究直接数值模拟最好的算法之一.     

波浪动力对开敞淤泥质海岸深水航道边坡稳定性的影响

开敞淤泥质海岸深水航道边坡的稳定性关系到航道的基建及维护费用,是航道工程设计中最重要的问题之一。以连云港港徐圩港区10万吨级航道为研究对象,采用在连云港海域应用较为成熟的波浪数学模型推算的波要素成果,研究中浪、大浪对徐圩10万吨级航道边坡稳定性的影响,并利用边坡实测地形资料进行分析。结果表明,从波浪动力的角度来看,徐圩10万吨级航道设计边坡的坡度取值是合理的,本海域的波浪动力不会对航道边坡的稳定性造成不利影响。     

新型混凝土单元块D型软体排结构计算及稳定性分析

针对长江中下游航道整治水下沉排工程中软体排结构的不足,提出一种新型混凝土单元块D型软体排结构,建立悬链线模型,分析排体的受力特点,计算排体的抗倾、抗滑和抗漂浮稳定性,并对比分析排体对地形的适应性。结果表明,新型混凝土单元块D型软体排结构明显提高了水下沉排的安全性和对复杂地形的适应性,为复杂条件下的水下沉排工程提供理论支撑。     

Estimating traffic volumes for signalized intersections using connected vehicle data

Recently connected vehicle (CV) technology has received significant attention thanks to active pilot deployments supported by the US Department of Transportation (USDOT). At signalized intersections, CVs may serve as mobile sensors, providing opportunities of reducing dependencies on conventional vehicle detectors for signal operation. However, most of the existing studies mainly focus on scenarios that penetration rates of CVs reach certain level, e.g., 25%, which may not be feasible in the near future. How to utilize data from a small number of CVs to improve traffic signal operation remains an open question. In this work, we develop an approach to estimate traffic volume, a key input to many signal optimization algorithms, using GPS trajectory data from CV or navigation devices under low market penetration rates. To estimate traffic volumes, we model vehicle arrivals at signalized intersections as a time-dependent Poisson process, which can account for signal coordination. The estimation problem is formulated as a maximum likelihood problem given multiple observed trajectories from CVs approaching to the intersection. An expectation maximization (EM) procedure is derived to solve the estimation problem. Two case studies were conducted to validate our estimation algorithm. One uses the CV data from the Safety Pilot Model Deployment (SPMD) project, in which around 2800 CVs were deployed in the City of Ann Arbor, MI. The other uses vehicle trajectory data from users of a commercial navigation service in China. Mean absolute percentage error (MAPE) of the estimation is found to be 9–12%, based on benchmark data manually collected and data from loop detectors. Considering the existing scale of CV deployments, the proposed approach could be of significant help to traffic management agencies for evaluating and operating traffic signals, paving the way of using CVs for detector-free signal operation in the future.     

船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准影响研究

骑浪/横甩是IMO船舶第二代完整稳性的五种失效模式之一,是一种基于概率的稳性衡准,制定规范的目的是更有效地保障船舶在实海域中的航行安全,确保不发生稳性失效情况.本研究中,以IMO有关成员国提出的最新版骑浪/横甩薄弱性衡准草案为基础,基于自主开发的骑浪/横甩薄弱性衡准校核软件,针对围网渔船开展了样船计算和比较分析,研究IMO正在制定的骑浪/横甩薄弱性衡准方法对该类船型的适用情况,分析船型参数对骑浪/横甩薄弱性衡准的影响,为我国参与国际法规制定,提出针对骑浪/横甩薄弱性衡准的提案提供技术支撑和依据.     

基于BP人工神经网络的滑坡预测分析

文章以汶川地震引发的滑坡为研究对象,以震中距、地震烈度、坡度、前缘高程、坡高和岩性等影响坡体稳定性的因素为切入点,利用BP人工神经网络对实际坡体的稳定性进行了预测分析。结果表明,BP人工神经网络方法能有效预测坡体的稳定情况。     

Superpave-13沥青混合料高温稳定性分析

文章结合天水过境高速公路路面实体工程,对不同孔隙率条件下的Super-pave-13高性能沥青混合料进行了车辙试验及SPT试验分析。结果表明,要保证Superpave-13沥青混合料具有较好的高温稳定性,其压实孔隙率应控制在4%～6.5%范围内。     

CACC车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

四轮转向汽车操纵稳定性研究

为了研究转向工况对四轮转向汽车操纵稳定性的影响,基于Matlab/Simulink建立四轮转向汽车前轮转角比例前馈加横摆角速度模糊PID反馈控制模型,通过与Trucksim车辆模型和Simulink控制模型联合仿真,分别在低速和中高速下进行方向盘角阶跃输入离线仿真和方向盘正弦角输入实时仿真试验,与前轮转向汽车在相同工况下侧向加速度、横摆角速度以及质心侧偏角的仿真结果进行对比分析。试验结果表明:四轮转向控制仿真结果优于前轮转向结果,搭建的四轮转向前轮转角比例前馈加横摆角速度模糊PID反馈控制策略,能提高汽车低速转向时的操纵轻便性和机动性以及中高速转向时的操纵稳定性。     

船舶稳定计算在浅水倒驳抛石中的应用

针对船舶施工安全稳定性问题，以马来西亚槟城吹填二期（STP2）工程为例，介绍特定条件限制下的浅水抛石施工方法，以施工过程中的船舶稳定性验算为理论基础，判定了船舶的横倾角并通过工程实例验证，为类似工程提供相对简单、实用的船舶安全验算基础。