基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000 m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估。根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型。基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数。通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况。该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考。     

山区弯曲河道鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征

研究鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征对河道生态保护具有重要意义。以长江上游中盘子弯曲河道为例,基于平面二维水流数值模拟资料,开展山区弯曲河道四大家鱼产卵栖息地适宜度的分布特征研究。结果表明:1)鱼类产卵栖息的最适宜区域将随流量而变,小流量时多居深槽,流量增大后多居边滩。2)微生境适宜性面积S_A随流量Q呈"先增大后减小"的变化特征,S_A峰值出现在多年平均流量附近。3)河道两岸流速适宜度S_V相对较大,中部深泓水深适宜度S_D和栖息地适宜指数S_H相对较大;凹岸及凸岸的S_D、S_H之间均具有一定的相关性,S_H随S_D呈线性递增变化趋势。4)多年平均流量下,弯道沿程各断面的S_D沿河宽分布呈"两端小、中间大"的特征,S_V、S_H沿河宽分布总体重合,数值差异主要体现在两岸附近; S_H0. 8的区域主要集中在河道两岸和凹岸边滩,该区域较适于鱼类产卵栖息。研究成果可为山区河道鱼类资源保护和生态航道工程建设提供科学参考。     

整体浇筑梁预应力束自动布置的分步算法

为了实现对整体浇筑梁预应力束的自动布置,提出预应力束自动布置的分步算法:第1步,基于桥梁弯矩内力包络图建立预应力束线形计算模型;第2步,基于线性规划原理,将弯曲能量最小作为目标函数,提出决策系数法计算预应力束数量,再以主梁应力作为控制条件对预应力束进行最终调整.与其他预应力优化算法相比,分步算法计及预应力束的构造要求,同时避免局部优化的缺陷.以柳州跨座式单轨桥梁为工程背景,基于分步算法在Matlab平台开发计算软件,计算柳州单轨3×30 m梁.研究结果表明:预应力束自动布置的分步算法能实现预应力束的合理布置,有较好的准确性,可在整体浇筑桥梁设计中推广应用.     

基于改进的RIDE-VEG模型的随机波下植物消浪数值模拟研究

文章拓展了平面二维的植物消浪数学模型RIDE-VEG,模拟了随机波条件下的植物消浪作用,并考虑波浪破碎,数值结果与各水槽模型试验均吻合良好。模型比较了线性波拆分和均方根波高表征两种方法,发现这两种方法在率定植物拖曳力参数上存在较大区别。能谱分析显示,经过植物后,整个频域内的波能均有衰减,而衰减的幅度在谱峰频率处最大,且低频波大于高频波。考虑植物作用时,由于植物削弱了由于浅水变形引起的波高增大,导致波浪破波点更接近岸线。     

基于一个二维水弹塑性方法和极限强度评估的集装箱船结构优化研究

海上极端波过去常常导致船舶结构的极限破坏,而船舶的极限崩溃涉及到船体结构的动态极限强度和结构非线性.该文通过二维的水弹塑性方法研究了集装箱船在极端波中的非线性动态强度,该方法考虑了船体的极限强度以及船体结构的非线性和波浪之间的耦合.并通过该二维水弹塑性方法和极限评估方法研究了船体结构的结构优化.文中还通过二次规划法(SQP)来优化基于非线性的动态强度的集装箱船体结构.最少的结构成本是本优化的目标函数,约束条件保证船体的强度要小于结构的极限强度,并且结构设计尺寸要满足规范的要求.随着设计波高的变化,这些优化的设计变量的变化趋势得以发现,一些研究的结论可用于船舶规范的参考.     

利用数学模型进行港内长周期波浪风险分析

针对港内长周期波风险问题,使用MIKE 21 BW模型建立了港内波浪传播数学模型。模型的构建使用了白噪谱和天然波况作为入射波浪条件。基于白噪谱的模拟结果,使用数字滤波技术分析了港池固有共振周期,并给出了相应共振周期下的水面高程和能量密度分布;基于天然波况的模拟结果,提取了泊位处的波高时间序列,以30 s为界限,分离出了长周期波。以西非某港为例,探讨了港池的长波风险,模拟结果可作为港池布局的参考依据。     

复合波阻技术波阻特性分析北大核心CSCD

复合波阻技术在舰船减振降噪中的应用日益广泛。基于有限元思想,综合运用波分析法和阻抗法,提出一种复合波阻元件阻抑结构声传递特性的波动力响应矩阵分析法。该方法将结构离散为若干波导单元和波阻单元,建立附加波阻元件的结构连接的波动力响应广义平衡方程,推导出波导单元波动力响应矩阵及波阻单元附加波动响应矩阵,代入平衡方程求出波导单元的响应幅值,进而求得传递效率与传递损失。在此基础上,数值探讨不同复合波阻元件对波阻特性的影响。结果表明:根据不同类型波阻元件的波阻特性,选择合理的设计参数,并进行科学的组合与优化布置,能显著提高整个频域的结构声传递损失。本研究为复合波阻元件的声学设计提供了分析方法以及新的控制方案,可用于指导舰船结构波阻技术的声学设计。     

关于公交停靠站影响区范围的研究

随着城市公共交通系统的发展,公交停靠站对道路交通流的影响已逐渐引起人们的注意。分析公交停靠站的影响首先应该对停靠站的影响区范围进行界定。在分析前人研究成果的基础上,基于交通波理论,按考虑超车与否,分析公交停靠站的影响区范围长度,得到不同交通流密度条件下公交停靠站影响区长度的计算公式。     

单桩波浪破碎荷载的数值模拟研究

基于开源程序Open FOAM建立了三维波浪破碎数值模型,模型控制方程采用三维不可压缩粘性流体运动RANS方程,应用VOF方法捕捉自由表面,分别运用动量分布源方法、阻尼消波方法实现数值造波和消波,紊流模型选用RNG k-ε模型。利用所建立的三维波浪破碎数值模型模拟了破碎波对单桩结构物的作用力,并与物理模型实验数据进行对比分析。结果证明该模型可以较好地模拟近岸单桩结构物所受破碎波浪荷载。     

不规则波作用于直立式建筑物的统计分布

采用物理模型试验探求不规则波作用下的直立建筑物迎浪面的波谷压力概率分布规律。试验表明,直墙前立波和破碎波两种波浪形态作用下,均可采用韦伯分布来描述波压力概率分布,得出了韦伯分布的形状参数与相对基床高度、基床前肩宽和相对波高有关,并拟合给出经验公式。经可靠性检验表明拟合是合理可靠的。