郑西线大断面铁路黄土隧道施工技术

黄土具有多孔性、密度低、易发生湿陷等特点,在黄土地区修建隧道常会给施工和通车后的安全运行造成影响。结合郑西铁路客运专线隧道施工实践,介绍了在黄土地区修建大跨度铁路隧道的开挖、支护、防排水等施工关键技术,为解决黄土地区大断面隧道施工问题提供了相应经验。     

平曲线超高和加宽施工验算的可视化程序设计

按照公路等级、设计时速、平曲线参数,确定公路超高过渡段的旋转方式以及公路加宽过渡段的计算方式,选择Visual Foxpro 9.0作为开发工具,结合VBA命令,在Microsoft Word平台上进行二次开发,以数据录入模块、平曲线超高及加宽计算模块、结果打印输出模块作为系统的三大功能部分,实现公路平曲线超高和加宽的计算机辅助计算,为公路设计和施工提供方便。     

基于Ansys的某型舰炮托架拓扑优化设计

为了减轻旋回架的重量和降低生产成本,实现轻量化设计的目的。通过均匀化方法理论,建立了以微结构单胞密度为设计变量,柔顺度最小为目标函数,体积函数为约束函数的拓扑优化数学模型,并通过Ansys有限元软件,对某型舰炮托架进行了拓扑优化研究。根据优化结果对托架进行了结构改进和有限元分析,分析结果表明,在满足结构刚、强度的条件下,托架质量减轻了16%,较好地达到了设计目标,实现了托架结构轻量化设计的目的。这对于舰炮结构改进设计具有工程应用价值,对其他一般机械结构问题也提供了一种设计思路。     

基于服务水平的公交车能耗评价方法

以北京市公交运营和能耗数据为基础,从车型、速度、满载率和公交专用道等角度量化分析了公交服务水平与公交能耗的特征关系.研究发现,公交运行速度与百公里能耗存在负相关关系,公交满载率和百人百公里能耗也存在较为明显的负相关关系.不同车型中,单机车的百公里能耗比双层车低约30%~40%,但单机车的百人百公里能耗却比双层车高约5%~15%.设有公交专用道的路段百公里能耗明显低于无公交专用道的路段.最后,以运行速度和满载率为主要参数构建了基于服务水平的公交能耗模型,并应用此模型进行案例研究.结果表明：在满载率超过60%时,人均百公里能耗下降缓慢;当平均速度低于40 km/h时,不同车型的公交车提高行驶速度可以有效的降低人均能耗.     

深海浮式平台系泊索分析方法研究

探索深海浮式平台系泊索的非线性有限元分析方法,以极端海况下的某型深海半潜式平台系泊索为例,研究采用ＡＢＡＱＵＳ软件进行系泊索非线性分析的建模方法、分析步骤,并利用专业海洋工程软件ＨＡＲＰ验证了该方法的可行性。在此基础上,分析了海底与系泊索触底段的相互作用对系泊索顶端张力的影响。     

基于扰动传播特征的随机Newell跟驰模型

为研究快速路场景下小汽车跟驰行为，本文从北京市快速路交通流视频中提取高时间分辨率的机动车运行轨迹数据.统计发现，在不同跟驰速度下，小汽车车头时距均服从对数正态分布；利用动态时间规整算法提取小汽车的反应时间与扰动传播速度等特征参数，分别标定其概率分布函数，证明跟驰过程中小汽车的反应时间分布峰值和数学期望分别为1.0 s 和1.57 s；在挖掘反应时间、扰动传播速度与车头时距量化关系的基础上，建立基于交通扰动传播特征的随机Newell跟驰模型，并标定得到分速度区间的模型参数.仿真结果表明，本文提出的随机Newell跟驰模型能有效刻画跟驰行为与扰动传播间的关联特征，同时生成符合预期的交通流基本图.新模型能够为跟驰行为随机特征对交通状态的影响研究(如交通流陡降、宽移动阻塞等)提供支持.     

轨道新线对公共交通乘客吸引力影响因素研究

研究轨道交通新线对公共交通乘客的吸引力影响因素，有助于理解公共交通乘客的出行方式选择行为，预判新线开通带来的客流变化，以提高公共交通运力投放效率和整体服务水平。本文利用公交智能卡数据构建量化评价轨道新线吸引力影响因素的分类与回归树(Classification and Regression Tree, CART)模型，实证分析轨道新线吸引力与乘客特征间的相关关系。首先，从长时期的刷卡记录中挖掘乘客类型、出行习惯、出行特征和职住地轨道可达性等乘客特征指标；其次，以开通后的乘车次数表征新线吸引力，基于上述特征指标构建整体精度为82.6%的轨道新线吸引力影响因素解析决策树模型；最后，依据决策树结构和指标权重量化解析影响轨道新线对公共交通乘客吸引力的关键因素。分析结果表明，居住地距新线距离是影响新线对其吸引力最重要的因素，其次是居住地的轨道可达性水平及乘客联乘出行比例；而出行时间、出行距离等因素对轨道新线吸引力的影响较小。此外，轨道新线对老年乘客的吸引力与其他群体存在明显差异。本文研究成果对优化公共交通规划与运营组织具有重要指导意义。     

主动区加固控制邻近基坑桩基础变形分析

在目前的基坑设计中,往往不考虑基坑开挖对邻近桩基础的影响。但随着基坑工程往大、深方向发展,尤其在建筑密集城市中新建工程往往与周边建筑非常近,基坑开挖对邻近桩基础的影响不容忽视。除加强围护结构刚度、坑内被动区加固外,坑外主动区加固由于切断或减小了基坑开挖引起的土体位移传播,因而可以有效地控制基坑开挖对邻近桩基础的影响。通过有限元弹塑性分析,讨论了加固范围、加固程度等对桩基侧向变形的影响,对坑外主动区加固效果进行了理论分析,可为基坑变形控制及地基处理提供一定的理论指导。     

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究

在船舶轴系振动或桨轴流固耦合分析中,螺旋桨在流场中所引起的附连水质量与阻尼是很重要的参数。但实际计算中螺旋桨附连水质量常常用螺旋桨自身质量乘以一个经验系数得到,而附加阻尼往往被忽略。针对这些不足,文章利用螺旋桨水动力分析中常使用的面元法,构建了螺旋桨随轴系在水中振动时的附加质量与阻尼数值计算方法。目前求解附加质量的经典方法是基于运动物体引起流体动能变化来求解,但该方法不能求解附加阻尼。文中证明了所提出的方法与经典方法是完全等价的,同时利用该方法还可以求解附加阻尼。最后以球体、椭球体及螺旋桨为对象给出几个算例,并与解析解或其它文献计算结果比较,误差均在合理范围内,表明文中提出的方法的有效性。     

随轴系做复杂空间运动的船舶 螺旋桨水动性能计算

船舶航行时,附在转轴上的螺旋桨通常做复杂的空间运动。这是因为一方面螺旋桨和转轴不可避免地存在偏心,使得在不平衡激励下转轴在绕自身中心线旋转的同时又发生空间涡动(又称为进动);另一方面,螺旋桨通常工作在不均匀的流场中(即使来流均匀,轴系涡动亦会导致流场的不均匀),桨叶表面的脉动力也会导致转轴的空间振动。对具有复杂三维运动的螺旋桨的水动性能预报是一个难点。本文建立了螺旋桨在流场中随轴系做复杂空间运动时的水动力预报数学模型,并利用不定常面元法求解了这一问题。该方法按时间步顺序求解,考虑了不均匀流场、轴系振动、尾涡的非线性运动及卷曲等因素。利用本文提出的方法并结合结构动力学模型,可以方便地研究流体-螺旋桨-轴系双向流固耦合等问题。同时该方法也可以用来预报船舶转弯、船舶升沉及纵摇振荡、螺旋桨启停及加速等复杂工况下的螺旋桨水动性能。文中通过一个算例验证了算法的有效性。最后,预报了轴系纵向振动幅值为1 mm,振动频率为3 Hz并伴有微量回旋振动时所引起的4381螺旋桨的脉动力。研究表明推力脉动分量大约为其静态分量的4.5/1 000,扭矩脉动分量大约为其静态分量的4/1 000。