爆破振动对宋家湾隧道施工的影响

为评价在生产常规作业阶段爆破施工方式对隧道结构的影响,对宋家湾隧道爆破振动进行监测,以获取主振频率,最终以频率和振动速度2个指标评估隧道爆破作业振动效应。本次爆破的最大振动速度为3.1cm/s,主振频率范围为27.34～70.31Hz,最大振动速度远小于国家标准。可知对隧道支护结构影响有限频率范围为27.34～70.31Hz,远高于隧道的自振频率（一般在3～9Hz范围内）,不会出现共振放大现象。     

基于光学微环谐振器的低频水下声压测量方法

为满足低频水下声信号测量微型化、高灵敏和低成本的需求,采用有效折射率法、耦合模理论和时域有限差分方法,设计一种带有单微环谐振器的声压传感结构.低频水声信号向远处传播时产生声压,引起微环谐振器有效折射率变化,通过检测传感器输出端谐振波长的漂移,实现对水声信号的检测.仿真得到声压传感器的灵敏度和探测极限,并分析输出端口的光谱特性.理论分析表明:微环谐振声压传感结构在受到低频水下声压作用时,在0~1 500μPa范围内,每当受到1μPa的声压,谐振波长漂移0.012 nm,最小可测量到10~(-5)nm的有效谐振波长漂移.该结构为制备高灵敏度高集成水听器设备提供理论参考.     

圆柱壳在径向冲击载荷作用下的动力响应

利用Hamilton原理得出轴向压力和径向冲击载荷作用下圆柱壳位移的运动微分方程,推导方程的解析解。通过数值计算,分析圆柱壳的位移随时间变化曲线,位移的幅频曲线以及应变随时间变化曲线和幅频曲线。数值计算结果表明,圆柱壳的径向和轴向位移要远大于周向位移;简谐激励频率为285 Hz,1 060 Hz,1 152 Hz,2 444 Hz,2 640 Hz,2 763 Hz,4 074 Hz时,径向位移幅值取值最大;简谐激励频率为285 Hz时轴向位移幅值取值最大;简谐激励频率为4 074 Hz时轴向应变幅值取得最大值;简谐激励频率为5 586 Hz,5 762 Hz,6 285 Hz时,周向应变幅值取值最大。     

某船右机组定速转速下降故障分析

正瓦锡兰WARTSILA两冲程柴油机,WOODWARD PGA-12调速器,主机怠速275 r/min、定速475 r/min、频率60 Hz、单机功率1 940 kW,电脑输出怠速和定速对应I/P转换器的电流4～20m A,气压为0. 05 MPa～0. 55 MPa,双机单桨可定速和随动工作,调速器的调速比1∶2. 32。1故障现象     

船用离心泵压力脉动与振动信号的相干分析研究

非定常流动是引起泵振动的主要因素之一,为了明确压力脉动与振动之间的关联关系,搭建了闭式实验系统,对一台船用离心泵进行压力脉动和振动的同步测量。基于快速傅里叶变换获得了各监测点压力脉动、基脚振动信号的频谱特性及功率谱特性;通过计算压力脉动信号与振动信号的相干函数,并通过比较不同测点的相干系数大小,分析了压力脉动对振动的贡献。结果表明,压力脉动与振动均在轴频、叶频及其高次谐波等离散频率下能量突出;不同频率下各测点的压力脉动对泵振动的影响存在差异,其中进口压力脉动在600-700Hz及900-1000Hz频段对振动影响最大;隔舌压力脉动在0-600Hz及700-900Hz频段对振动影响最大;出口压力脉动在轴频的高次谐波等个别频率处对振动有一定影响。相干分析可作为建立压力脉动与振动信号之间关联关系的一种有效手段,由此为进一步离心泵内部流场改善及减振提供参考。     

SPR5000高速救助艇降放装置故障分析及处理

正0引言为满足海上人命救助、短途交通、拖曳小型漂浮物及浅水区域作业的需要,某公司为其救助船舶配置高速救助艇。用于收放高速救助艇的降放装置为单吊臂式,型号为SPR5000,适于海况6级,安全工作负荷50 k N,起升高度25 m,重力下降速度(艇满载)为40~60 m/min,起升速度(模式1,艇+人)≥48 m/min,下降速度(模式1,艇+人)≥48~60 m/min,自动张紧速度(模式2,上/下)为120 m/min,自动张紧质量600 kg。     

澳门近海软土孔压静力触探CPTu推算不排水强度S_u方法

通过澳门近海区域软土层孔压静力触探试验(CPTu)结果推求软土的不排水强度S_u,与同场地的十字板剪切试验(VST)不排水强度Cu实测值对比,分析计算结果的准确性,并确定参数锥体经验系数(Nkt和NΔu)的取值范围。对比结果表明:利用修正锥尖阻力qt按照基于承载力理论计算不排水强度S_u,锥体经验系数Nkt=15.5,不排水强度S_u计算值和十字板剪切强度实测值Cu对比,0~4 m深度内误差较大,而4 m以下误差较小;而利用孔隙水压力u2计算不排水强度S_u,经验系数NΔu=10.6,不排水强度S_u计算值和十字板剪切强度实测值Cu在0~4 m深度内误差优于利用修正锥尖阻力qt的计算结果,4 m以下误差稍大。因此,建议在澳门地区近海软土层中,浅部0~4 m利用CPTu孔隙水压力u2快速计算不排水强度S_u,4 m以下可利用修正锥尖阻力qt推求不排水强度S_u。     

不同流速下磁悬浮支撑单圆柱振子流致振动响应分析

利用流致振动进行海流能发电是当前可再生能源研究的重点,用磁悬浮支撑代替金属弹簧提供弹性回复力能有效延长装置使用寿命。本文基于等效磁荷法对永磁体间磁力求解,构造磁力弹簧位移函数,将磁力函数代入到STAR-CCM+中利用流固双向耦合法对单圆柱振子进行计算,研究磁悬浮支撑单圆柱振子在不同流速下的振动响应。结果表明：永磁弹簧压缩量为1.2D情况下,l=0.06 m的振子在0.4～1 m/s流速区间内能够保持较高的振幅与频率,l=0.07 m和l=0.08 m的振子在0.8～1 m/s流速区间内的频率较大,能达到2.6 Hz。     

全回转吊舱推进器动态转舵力矩数值预报研究

吊舱推进器兼备推进和操纵功能,可在水平面上实现360°全回转。论文基于黏流理论,采用双重滑移网格技术,在指定的吊舱推进器回转与螺旋旋转运动模式下,构建动态转舵力矩数值预报方法。研究表明：与来流速度相比,转舵速度对转舵力矩的影响很小,当J=0.5时,转舵力矩在260°附近出现最大值,力矩系数为2.384×10^-3;转舵力矩存在2个响应频率,分别为轴频4.17 Hz和叶频20.8 Hz。研究成果对吊舱推进器转舵系统的设计具有指导意义。     

基于子域赋值法的邮轮典型阳台气动噪声预报

风致气动噪声作为邮轮阳台区域的主要噪声源，极大地影响着乘坐舒适性。现有计算水平难以对邮轮全船的风致气动噪声进行预报，且因邮轮阳台区域前方遮蔽物较多，局部流场计算时的边界条件也很复杂。基于子域赋值法，对邮轮局部阳台区域进行气动噪声预报的可行性研究。以有棱柱遮挡的圆柱为研究对象，以全场流场预报得到的流场以及声场结果为基准，评估了在遮蔽复杂环境下采用子域赋值法进行局部流场以及气动噪声预报的准确性。采用该方法对邮轮正向20 m/s迎风时中部典型阳台区域的气动噪声进行预报，得到该阳台区域的气动声压分布情况。结果表明，在该阳台区域人站立高度处，噪声峰值约为63 dB(A)，峰值频率为1 250 Hz，因此需对相应的阳台房进行隔声处理。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26～27 ℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20 ℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。

     

开口舱室内细水雾与油池火相互作用的数值模拟

基于火灾动力模拟软件(Fire Dynamics Simulation,FDS)对开口舱室内细水雾与油池火的相互作用进行数值模拟,探讨当开口无气流流入和流入气流速度为2m/s时细水雾的灭火机理。研究结果表明,细水雾的灭火过程可以分为3个阶段:火焰温度快速下降阶段、火焰温度稳定阶段和火焰温度缓慢下降阶段。当开口无气流流入时,火焰熄灭是由细水雾蒸发冷却和隔氧窒息共同作用的结果;当开口流入气流速度为2m/s时,细水雾的蒸发冷却是致使火焰熄灭的主要原因。当开口无气流流入时,较小粒径的细水雾具有较好的灭火效果;当开口有气流流入时,较大粒径的细水雾具有较好的灭火效果。     

基于ANSYS/LS-DYNA船舶与高桩码头碰撞模拟

基于ANSYS/LS-DYNA应用软件,采用显式时间积分瞬态非线性有限元技术,对5 000 t级件杂货船分别在2 m/s和5 m/s 2种撞击速度的情况下,与3万t泊位高桩码头的碰撞过程进行数值模拟。获得了高桩码头上部结构的位移,以及接触区域应力应变的变化,分析了桩基在不同速度下的破坏情况和承载能力,得出了一般的规律和特点。     

基于100N·m扭矩基准机自动控制采集系统的研究

通过对100N.m扭矩基准机的自动控制系统研究,运用SSCNET III光纤网络(通讯速度50Mbps、通讯周期0.44ms)设计出严格按照扭矩计量检定规程的砝码加、卸载程序,同时,采用高速处理的可编程控制器和SSCNET III运动控制器控制加、卸载伺服电机,构建了伺服电机的同步控制和绝对控制系统,设计和编写微机与测量仪表串口通讯程序,开发出友好人机对话界面;最终实现了扭矩基准机检定、校准,数据采集、记录和报告生成的全自动化。     

智能控制内河码头多用途龙门起重机

智能控制内河码头多用途龙门起重机(专利号:ZL2005 2 00 39 126.6)已成功应用于中外运苏州高新物流有限公司在苏州高新区的新码头货场.该起重机可跨内河接卸1000t级船上的集装箱、散货及杂货.该起重机吊具下起重量40t、吊钩下45t,轨距30 m,单侧有效外伸距12.5 m(可覆盖作业1000t级船);吊具下轨上起升高度12.5 m,轨下6m(起升25～40 m/min,小车30 ～60 m/min,大车30 ～60 m/min),见图1.     

云状空化的非定常流体动力特性

基于高速全流场显示和动态压力测量技术,实现了非定常空化空穴形态和壁面压力的同步测量.采用该方法,同步观察和测量了收缩—扩张流道内云状空化形态的准周期性变化及其对应的壁面压力波动特性,分析了压力信号频谱,讨论了非定常空穴形态变化和壁面压力波动的关系.结果表明:扩张段内云状空穴的发展过程呈现出附着型空穴生长,附着型空穴断裂、脱落以及脱落型空穴聚合、生长、溃灭的准周期过程.壁面压力波动的主导频率约为21 Hz,对应附着型空穴的准周期生长、断裂和大尺度脱落型空穴生长、溃灭;次级频率约为42Hz,对应小尺度脱落型空穴非定常变化.同时发现空穴变化和压力波动存在如下关系:在附着型空穴的生长阶段,其空穴前部稳定附着区域的压力波动较小,其尾部非稳定区域的压力波动较大;当附着型空穴发展至最大长度时,其尾部空泡的非定常波动会使得相应区域压力波动更加剧烈.伴随着反向射流的发展,附着型空穴断裂、脱落产生许多小尺度脱落型空穴,其生长、溃灭等非定常变化会使得相应区域的压力波动变得复杂.小尺度脱落型空穴逐渐聚合、生长形成单一的大尺度脱落型空穴,伴随着其不断的向下游移动,相关区域被其覆盖时压力波动减小,脱离其覆盖或者经历其溃灭过程时压力波动显著增大.     

振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究*

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31 μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。     

淹没条件下水射流喷嘴内外流场特性

基于水射流技术环保、取材方便和切割能力强的特点,提出一种应用水射流切割礁石的方法。通过建立二维平面数学模型,对淹没条件下高压水射流运动特性进行模拟计算。结果表明,射流初始段为冲击速度最大、动压最大且能量最为集中的区域。淹没水深0～30 m内,伴随着水深围压的增加,初始段速度衰减不足5 m/s,衰减程度仅约1. 5%。在水流流速0～5 m/s的淹没环境中,射流初始段受水流冲击作用影响较小,水平方向速度分量变化仅在8. 5 m/s内,射流未发生明显偏离,仍具备较好的冲击流态。     

隔膜增压装置冷却系统强化换热模拟实验

为实现流体自身脉动过程中脉动速度的提升,从而提高能量效率,避免强制脉动源中大功率脉动发生装置的使用,设计开发一种带有脉动增压功能的隔膜增压装置换热装置,开展使用隔膜增压装置对船舶冷却系统脉动换热强化作用的实验。结果表明,隔膜增压装置提供的增压效果有利于强化脉动换热;隔膜增压装置对脉动系统增加的压力越大,脉动换热效果越好;实验中存在最佳的脉动频率值f_2=1.70 Hz使脉动系统增压后强化换热效率达到最大值。     

分层海水环境中水下电场衰减规律和分布特性研究

根据海上实测海水电导率参数,建立空气—分层海水—海床5层海洋环境模型。基于传统的水平电偶极子空气-海水-海床3层介质模型中水下电场衰减规律和分布特性,通过对海水进一步分层的多层介质模型构建数学模型,进行理论推导和仿真计算,给出场源强度为1A·m,深度为4 m,频率为1 Hz时电场在不同水深处的空间分布及正下方Y=0测线上的水下电场分布。结果表明,随着水深的增加,电场X分量与电场Z分量之比是增加的;在海水-海床界面上,测线上电场Z分量最大值约为电场X分量最大值的1/4,电场Y分量最大值相对Y=0处有一定的偏移。从衰减曲线可以看出,在60～500 m范围内电场X分量和电场Z分量沿径向随距离呈3次方衰减。