应用精细积分的船舶碰撞载荷数值计算方法

碰撞是影响船舶安全航行的主要因素之一,为此研究应用精细积分的船舶碰撞载荷数值计算方法。依据船舶基本参数,建立碰撞运动方程;通过精细积分求解运动方程,得到碰撞载荷向量,完成碰撞载荷数值计算。试验证明：被撞船舶速度越快,碰撞载荷数值越大,船舶外壳破裂速度也越快;不同被撞船舶质量,碰撞前期碰撞载荷数值基本一致,碰撞后期碰撞载荷数值差距逐渐变大,被撞船舶质量越大,碰撞载荷数值越大;适当增加防护装置的泡沫铝厚度与橡胶厚度,可提升船舶碰撞载荷数值,加强船舶的防撞性能。     

线天线矩量法分析中积分方程的选取

介绍了矩量法的基本思想,分析并详细推导了双位积分方程、波克林顿积分方程、海伦积分方程和反应积分方程具体形式。分别对四种积分方程应用矩量法的过程进行了分析,其中,波克林顿积分方程在应用矩量法时,使用了一种新的分段和匹配方法。重点对在应用矩量法过程中的一些重要参数进行了研究。     

用混合场积分方程分析时域电磁散射

给出了三维任意形状导体电磁散射的时域积分方程(TDIE)精确求解方法.利用参数坐标和Duffy坐标变换精确高效地计算时域积分方程矩量法的时域自阻抗矩阵元素.通过计算实例表明,该方法在较大的时间步长取值范围内大幅提高了利用时间步进(MOT)算法求解时域积分方程的后时稳定性和解的精度,且采用CFIE比用EFIE或MFIE更稳定.     

基于精细积分和状态空间的浮筏系统动态响应分析方法

基于精细积分和状态空间法提出了一种新的浮筏系统动态响应分析方法,并结合侧挂式浮筏系统算例对该方法进行了验算。研究表明,该方法适用性好、稳定性高、无需对系统解耦,可应用于复杂荷载和多自由度浮筏系统,而且进行数值求解时不受时间步长限制,能达到很高的计算精度。     

基于有限差分法的软粘土一维固结方程求解

在软基上修建构造物时,其沉降变形量计算是基础设计的关键.传统的沉降变形计算多采用以太沙基固结理论为基础的高木俊介法,将土体固结系数近似为一常量,然而软土属于高压缩性土,随着软土被压密,孔隙比将会发生较大变化,土的性质也会随之发生变化,因此,软土固结系数的变化不容忽视。基于以上考虑,本文研究了固结系数为非常数时的一维固结方程,并采用(Crank—Nicolson)六点对称有限差分格式结合Matlab编制了相应的计算程序,最后结合一个具体的工程算例求得了其在不同荷载不同时间段的孔隙水压力变化以及固结度的变化曲线。     

基于精细积分的舰船浮筏隔振抗冲击计算方法

基于精细积分和状态空间法提出一种新的浮筏隔振装置抗冲击计算方法,并结合德国海军规范BV043/85通过算例对该方法进行了验算.结果表明本方法具有收敛性和无需解耦的特点,可应用于复杂荷载和多自由度浮筏系统,而且进行数值求解时不受时间步长限制,计算精度高.     

精细时程积分在载荷识别中的应用

在载荷识别的逆问题研究中引入精细时程积分的理论,给出了基于模态分解形式的载荷识别公式,并构造出矩阵表达形式,能利用结构响应数据通过迭代求解瞬态随机外部激励幅值.数值算例结果表明,该方法能较好地识别外部激励,而且在已知激励位置时,识别结果更加可靠,精度令人满意.相对于频域内识别外部激励的传统解法,也提供了一种在计算量和精度上都令人满意的时域方法.     

一类反应扩散方程爆破解的积分估计

证明了关于反应散方程x^qut=uxx x^au^p的几个引理,并给出了在一定条件下该方程爆破解的估计。该估计在一定程度上刻画了爆破时刻方程的形态。     

时域自由面格林函数改进精细积分算法研究

文章将时域格林函数及其导数所满足的常微分方程变换为标准形式的线性时变系统。通过对线性时变系统进行维数扩展,并引进新的参变量,将其转化为单位区间内的线性时不变系统。其次,引进精细时程积分算法,对该时不变系统进行精细积分求解,从而对时域格林函数及其导数进行精确数值计算。最后,提出了一种基于九节点有限元形函数的制表插值策略,并利用该插值方法对零航速浮体在时域中的瞬时运动波浪力进行数值模拟,数值解与解析解符合良好,验证了该方法的精确性、稳定性和高效性。     

基于Gibson 大变形固结方程的软基沉降预测方法

基于Gibson大变形固结方程,结合吹填淤泥高压固结试验成果,对简化该方程的3个假定条件进行了验证,在此基础上提出了分级荷载下双层软基沉降预测的大变形固结简化方法,将其应用于围海造陆工程吹填淤泥与原状淤泥双层软基沉降过程预测,结果表明:1)常规预压荷载(≤200 kPa)下,固结压力0～25 kPa与25～200 kPa范围内,吹填淤泥的孔隙比e与有效应力及渗透系数与(1+e)分别满足线性关系,大变形固结系数近似为常数;2)大变形固结简化方法预测的双层软基沉降曲线相比于经典固结理论,更接近于实测曲线,为软基沉降预测提供了一种简易实用的方法。     

基于操纵运动方程的水动力导数计算方法研究

基于STAR-CCM+软件平台,采用RANS方程和VOF算法,针对某一具体船模进行PMM运动数值模拟,考虑自由液面的兴波与航行过程中船模姿态的变化。建立船模按斜航运动、纯横荡运动以及不同振荡模式下首摇运动3种工况下的操纵性水动力导数求解方法。并将仿真计算结果与采用回归方程求得的结果进行比较,证明基于STAR-CCM+软件平台该方法求解水动力导数的有效性。     

电渗降水法与强夯联合处理软基试验

一改电渗法单独应用的传统,提出电渗法与井点降水相结合共同降低地下水位,同时与强夯法相结合共同进行地基处理的技术方案。通过地下水位和孔隙水压力现场观测发现,电渗降水比井点降水使地下水位下降和孔隙水压力下降速度更快;原位试验表明,电渗降水联合强夯法共同进行地基处理可显著提高地基加固效果。     

滨州港临港产业园区陆域防波堤工程稳定性监测

为保证防波堤施工过程中堤体地基和结构的稳定性,设置堤体沉降监测、戗台沉降监测和堤体孔隙水压力监测3个观测项目。结果显示：在施工初期,由于施工速度快、加载间歇短,造成地基出现瞬时沉降过大;堤体成型后,各监测数据区域稳定,变化速率缓慢,孔隙水压力的消散程度高。根据堤体实测沉降数据,通过双曲线法计算的土体固结度较高,地基稳定性好。     

船舶非线性横摇运动方程的线性化研究

考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性,运用能量法对正横规则波中船舶非线性横摇运动方程进行等效线性化,导出等效线性系数表达式,并验证其工程实用性,为船舶横摇预报提供理论分析计算模型。     

动力固结法在码头堆场软基加固工程中的应用

动力固结法应用于软基加固工程的关键是要确定科学合理的设计与施工参数。开展动力固结法在高地下水位工况下的现场试验研究,进行大量的现场观测与试验检测,根据试验结果深入分析两种动力组合下的软基加固效果。研究表明,动力固结法适用于依托工程,且在该工程地质条件下,4 000 kJ夯击能的有效加固深度可达10 m左右,多一遍点夯更有利于提高地基浅层的土体强度,经处理后码头堆场可满足工后沉降小于300 mm、承载力达到200 k Pa的设计要求。     

基于实测沉降的固结度分析法

通过对某机场扩建项目填海及软基处理工程的原位监测情况,利用双曲线法、指数三点法和Asaoka法3种不同方法预测地基最终沉降,并计算平均固结度,分析软基处理效果.同时,基于实测沉降和曾国熙分级加荷法建立简化计算模型,计算地基固结度,并将该固结度计算值与地基平均固结度进行比较,结果表明该方法是合理可行的.     

真空预压浅层处理法在天津沿海软基处理中的应用研究

通过对比分析真空预压法中的浅层处理方式和常规深层处理方式的特点,分析了浅层处理方式应用于天津沿海软基加固工程中的优势之处,并结合工程实例对2种方式处理天津邮轮码头地基的效果进行了比较研究。研究结果表明:软基加固后土体的物理力学性质方面,浅层处理法要略优于常规处理法。因此,真空预压法浅层处理方式在天津沿海工程淤泥质地基处理中具有可行性。     

考虑变荷载和土体非线性的真空预压竖井地基固结解

针对真空预压竖井地基固结问题,考虑地基土体的非线性、涂抹区土体水平向渗透系数呈抛物线变化和荷载随时间变化的影响,推导出真空预压条件下竖井地基固结的一般解。通过退化研究和对比分析,验证了解析解的合理性。基于一般解,得出瞬间加载和线性加载两种特殊加载模式的相应特解。针对特解,编制计算程序,绘制出真空预压竖井地基固结过程曲线。结果表明,土体非线性对固结特性有较大影响,压缩指数与水平向渗透指数比值越大,地基固结速率越慢;初始应力值越大,土体的固结速率越快;线性加载下竖井地基孔压消散速率较瞬时加载慢。