浅谈计算机GIS在交通工程中的应用

介绍了GIS的基本功能及在交通工程中的应用情况。实际工作中,采用GIS会极大地提升效率,实现智能化交通。     

大型集装箱船能效营运指数仿真研究

为应对IMO提出的日益严格的排放法规,降低船舶EEOI值,本文分析了EEOI的数学计算公式以及简化公式,并以某8063TEU大型集装箱船为目标船,基于MATLAB/Simulink建立了船舶能效系统的仿真模型.通过仿真研究,分析了船舶航速、航期、载货量、航程对船舶EEOI的影响,同时研究分析了EEOI对航速、载货量、航程变化的敏感性.结果表明随着航期的增加船舶EEOI逐渐减小;EEOI对航速的敏感性最高,对载货量的敏感性其次,而对航程的敏感性较低;降低主机工作负荷从而降低航速,以及提高船舶载货量都能有效降低船舶EEOI值,而增加航程则对降低EEOI值效果不明显.     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视；对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。     

洋山四期全自动集装箱码头设计创新

自动化码头在装卸作业的稳定高效、安全节能、绿色环保等方面具有显著优势,已成为我国实现港口转型升级发展的必由之路。但我国自动化港口建设起步晚,技术经验积累少,缺少相应的技术标准和规范指导。而洋山四期工程是我国首座拥有安全自主技术打造的当前全球单项规模最大、技术最先进的全自动化集装箱码头工程,其设计经验对于推动我国港口的技术进步具有重要的借鉴意义。对洋山四期工程自动化集装箱码头设计所涉及的平面、工艺、结构、控制、供电、给排水等多方面设计成果进行总结和梳理,为同类工程设计提供参考。     

典型工况下的燃料电池船舶复合储能系统设计

针对燃料电池船的电能质量品质不高、蓄电池使用寿命短等问题,设计了由超级电容、磷酸铁锂电池组成的复合储能系统,并提出了基于功率分流式的能量管理策略。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型,并采用自适应粒子群算法调用仿真模型,对复合储能系统的容量配置与能量管理策略的参数进行联合优化。仿真结果表明：优化后的复合储能系统可以满足船舶典型工况需求,并且能够缓冲负载波动对燃料电池与磷酸铁锂电池的冲击,使燃料电池工作在高效率区间,机动工况下船舶能量效率提高了3.17%；磷酸铁锂电池的充放电过程得到优化,能延长其使用寿命；母线电压波动减小,提高了电能质量。     

高速陀螺减摇装置热态特性数值仿真分析

针对减摇陀螺装置内部的热特性问题,考虑陀螺内部真空状态的影响和环槽齿片式散热器的散热作用,基于内部稀薄空气状态的雷诺应力模型,根据具体工况条件建立整个陀螺系统的热态特性分析模型,进而研究陀螺内部的温度场和热通量等热状态性能。结果表明:在一定的真空气压和环槽齿片式散热器的几何条件下,散热器内部的稀薄空气适用于连续性假设,利于热量的散发;装置内部支承轴承高速生热以及内装驱动电机发热的叠加效应使得靠近电机部位的下轴承温度较高,需要改进下端散热器的几何参数等,以加强散热效果、改善工况条件。     

基于能量修正的SPT在疏浚吹填中的应用

为了保证项目工期和控制吹填砂细颗粒含量小于20%,在开工前及施工过程中采用海上标准贯入实验SPT,并通过N值和室内筛分试验结果,对地层的土质类别及细颗粒含量等情况进行研究。同时,通过现场挖泥船实际吹填效率分析,得到实际疏浚吹填中SPT标准贯击数与不同类型挖泥船的挖掘能力的关系:当N值大于30时,现场7025型绞吸船较难开挖,需引入大型绞吸船或耙吸船开挖。相同土质耙吸船吹填料的细颗粒含量远远低于绞吸船。因此,根据SPT钻孔资料合理安排施工船舶和施工工艺,对项目顺利实施、节约成本具有重大意义。     

绣江复航工程白马枢纽省水船闸三维水力特性数值模拟

建立白马枢纽省水船闸三维紊流数学模型,对船闸充水过程的正常运行工况进行数值模拟,分析水力特性以及船舶系缆力,并与相同水力边界条件下的普通单级方案进行对比分析。结果表明,省水方案较普通单级方案,按下一级阀门提前开启的方式,充水时间有所延长,增幅6.7%;3个流量峰值中,1峰和2峰值降幅分别为30.98%、31.6%,3峰值增幅为15.16%;船舶纵向最大系缆力和横向最大系缆力降幅分别为36.25%、44.18%。船闸的水力特性等各项参数均满足规范及设计要求。     

直立圆柱体内孤立波载荷特性数值模拟

以三类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,建立了两层流体中内孤立波对直立圆柱体强非线性作用的数值模拟方法.结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且直立圆柱体内孤立波水平力、垂向力及其力矩数值模拟结果与实验结果吻合.直立圆柱体内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;对于水平力,其波浪压差力与粘性压差力量级相当,流体粘性的影响显著;对于垂向力,粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略.此外,直立圆柱体对内孤立波的波形及其诱导流场的影响很小,因此采用Morison公式和傅汝德—克雷洛夫力分别计算其内孤立波水平力和垂向力是可行的.     

分舱形式对圆柱壳结构声学性能影响研究

为研究舱壁布置形式对圆柱壳结构声学性能的影规律,文章应用有限元方法对等间距与不等间距分舱圆柱壳模型的振动响应进行了计算,以此为输入可计算获得壳体的均方法向速度级声学传递函数,并在典型频率处应用波数谱分析方法将壳体空间域振动场转换到波数域上,对壳体的振动进行波形分离与量化,分析获得了舱壁等间距布置与不等间距布置圆柱壳在典型激励下的结构声学性能,并解释其机理.研究表明:对垂向激励,圆柱壳不等间距分舱相比等间距分舱具有较好的结构声学性能,但对轴向激励,两者区别不明显.若将不等间距分舱与局部结构补强措施相结合,则可使得圆柱壳在两典型工况下均能获得更优的结构声学性能.