基于高频连分式与有限元法的水下结构瞬态分析方法

本文针对水下结构与无限声学水域的流固耦合问题,建立了基于比例边界有限元法(SBFEM)连分式和有限元法(FEM)的瞬态分析方法。该方法分别采用SBFEM高频连分式和FEM方程模拟无限水域和水下结构等有限域。基于其耦合项,建立了连分式与FEM耦合公式。通过数值算例,讨论了连分式阶数对计算精度的影响,比较了连分式法和SBFEM卷积积分的计算效率。数值结果表明高频连分式可准确模拟无限水域的高频特性,并随着连分式阶数的增多,可合理模拟无限水域低频特性。该方法继承SBFEM的精度高、离散单元少等特点,又避免了其卷积积分,提升了计算效率,为水下结构瞬态响应分析提供了一种高效方法。     

时域有限水深格林函数及其导数的数值计算

精确快速地求取有限水深格林函数及它的导数是应用时域法求解有限水深水动力学问题的关键.通过对有限水深格林函数在不同区域渐近特性的分析,给出了使用多维Chebyshev多项式和渐近展开式快速近似计算有限水深格林函数及它的导数的方法.近似方法与直接积分方法的比较表明近似方法的计算工作量大幅减少,可以给出足够精度的计算结果.     

锦州港5万t航道扩建工程边坡坡度选取

介绍锦州港5万t级航道扩建工程中边坡坡度选取敢于突破规范,采用较陡边坡坡度的设计依据;并对采用静力法计算边坡稳定性的合理性、可靠性从海洋动力及行船对航道边坡影响等方面进行了论证.     

基于Monte Carlo法的边坡稳定性分析

运用Monte Carlo法,编制相应的MATLAB程序,建立边坡的可靠性模型。以太矶头滑坡为例,分别计算六种工况下的坡坏概率,并与传统安全系数法进行对比,得出结论。     

地-电离层腔体中极低频天线辐射场的数值计算

经典的球面波导模式理论给出了极低频（ELF）天线在地-电离层腔体中激励的电磁场的表达式,该表达式涉及到复阶数Legendre函数的计算,已有文献给出的渐近解析式不适用于极低频段的低端。文章基于Runge-Kutta法,建立了任意复数阶Legendre函数的数值计算方法,从而得到了电磁场的数值解。经与文献结果比较,证明了所建立的算法正确有效。     

基于时域格林函数法的船舶有航速问题数值求解

为了解决船舶以恒定速度在波浪中运动的水动力问题,文章开发了基于瞬时格林函数方法的三维时域计算程序。从数值精度和计算效率的角度出发,采用了精细时程法和一些数学上的推导计算时域格林函数的波动部分及其导数。并对Wigley型船进行了数值计算,通过水动力系数与试验数据及文献结果的比较,验证了三维时域计算程序的可靠性。     

船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性评价研究

针对当前弱电控制设备安全可靠性评价方法存在的结果可信度低等弊端,为了获得更优的弱电控制设备安全可靠性评价结果,提出组合方法的船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性评价方法。首先回顾船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性的研究进展,分析弱电控制设备安全可靠性评价影响因素,然后引入因子分析法确定影响因素的权重值,最后引入神经网络建立船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性评价模型,并对其性能进行具体测试。本文方法的船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性评价精度超过95%,评价结果的可信度高,整体性能明显好于当前其他船舶电力系统弱电控制设备安全可靠性评价方法,具有广泛的应用前景。     

舰船编队可靠性建模评估方法研究

针对舰船编队网络,分析了其网络通讯的特点,归纳出影响舰船编队网络可靠性的12个因素,给出了各种因素的重要度。建立了评价舰船编队网络可靠性模型,并且应用AHP法评价了舰船编队网络可靠性,确定了每种影响因素的比重,分析出影响舰船编队网络可靠性的2个关键因素。证明了应用AHP法进行网络可靠性评价的可行性。     

基于突变理论的边坡稳定性分析

基于突变理论,并结合采用有限元强度折减法进行边坡稳定分析,建立了边坡内最大位移与折减系数的尖点突变模型,并以此作为边坡是否失稳的判断标准。将该方法应用于合溪水库右岸边坡稳定性分析,结果表明采用该模型作为失稳判据能体现边坡失稳过程的突变性,物理意义明确;计算结果与简化Bishop法计算结果接近,说明了该方法的有效性。同时,将失稳判据量化到一个确定的值,通过比较该值与零的关系来判断边坡是否失稳,概念明确,界定清晰。     

基于全周期抽样的搜索自适应Monte Carlo重要抽样法的船舶总纵强度可靠性研究

引入随机过程理论,确定表征船舶总纵弯曲载荷和强度的随机变量的概率分布及统计特征,针对船体梁总纵弯曲的失效模式,提出全周期抽样的搜索自适应Monte Carlo重要抽样法进行船体总纵强度可靠性分析;该方法对传统的Monte Carlo法进行改进,有效地平衡了Monte Carlo方法的计算速度与计算精度之间的矛盾,利用较少的抽样次数可得到更加理想的抽样密度函数和收敛速度更快、精度更高的失效概率计算结果;最后以某军用艇为例,分别采用本文方法与JC法进行船体总纵强度可靠性评估,并对计算结果进行了比对分析.     

船舶有航速时三维时域格林函数计算方法研究

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密歇根大学Beck团队的方法。其次,分区域推导出三维时域自由面格林函数记忆项及其导数的编程所用的数学展开表达式。然后,采用间接法模型求解分布源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域辐射力。最后,针对Wigley I船型开展了辐射力计算,并与公开的试验及计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。     

有航速Kramers-Kronig关系及浮体运动的间接时域法

间接时域法在无航速浮体波浪上的运动模拟中得到了广泛应用,但其在有航速问题上的适用性没有得到系统论证。论文基于三维移动脉动源得到的频域水动力系数和拉普拉斯方程的线性特性,给出了考虑了航速效应的时延函数。在此基础上重新推导并数值计算验证了有航速条件下附加质量与阻尼系数之间的KK(Kramers-Kronig)关系,统一了有航速浮体和无航速浮体关于水动力系数相互关系的表达。通过讨论波浪力高频、低频部分渐近值得到波浪力脉冲响应函数,采用间接时域法建立六自由度时域运动方程,计算得到浮体运动时历,RAO与频域结果吻合良好。研究证明了间接时域法在处理有航速浮体运动问题上的可行性及其理论上的统一性,同时发现航速效应项对于时延函数计算和运动计算均有重要影响。     

基于强度折减法的云南红土型边坡数值分析

本文以云南红土为研究对象,结合ABAQUS有限元软件,基于强度折减法对云南红土型边坡土体进行了数值模拟,初步探究了云南红土型边坡的坡高,坡度与安全稳定系数之间的关系。结果表明云南红土型边坡随着坡高及坡角的增加,边坡安全稳定系数逐渐降低。求解安全稳定系数时出现误差时,可以用拐点法和贯通法结果综合判定。强度折减法还可以用于计算边坡坡脚是否出现塑性变形,尽早除险加固,对实际工程有一定指导作用。     

经济有效的汽车可靠性试验方法探讨

本文介绍了汽车可靠性试验的定义和汽车可靠性评价指标,探讨了进行经济有效的汽车可靠性试验的方法,并提出了改进汽车可靠性试验工作的措施,以保证汽车销售后用户使用的安全性。     

公路黄土高边坡动力稳定性分析

运用有限元法和Newmark法对公路黄土高边坡的动力稳定性进行了分析。首先,进行边坡的静力分析,在此基础上,进行边坡的有限元动力稳定性分析,得到边坡的动安全系数和动力变形值。最后,将该动力变形值与newmark累积变形值进行对比分析。工程实例表明,该边坡在7度地震作用下,最小安全系数为1.10,处于稳定状态,但稳定性储备不足,有限元动力变形计算坡顶点和坡脚点的永久位移约为0.01m。而根据Newmark累积位移理论计算的结果,该边坡将不会发生累积位移,与实际情况反映不太一致。     

改进蚁群算法的船舶软件系统可靠性评价

船舶软件系统可靠性是评价软件系统生命周期的一个重要指标,支持向量机在船舶软件系统可靠性评价中存在的参数优化难题,使得船舶软件系统可靠性评价错误率大。以减少船舶软件系统可靠性评价错误率为目标,提出改进蚁群算法的船舶软件系统可靠性评价方法。首先分析当前船舶软件系统可靠性评价国内外研究状态,指出了参数对船舶软件系统可靠性评价结果的影响程度,然后采用改进蚁群算法对支持向量机的参数进行估计,并应用于船舶软件系统可靠性评价的建模中,最后与传统支持向量机的船舶软件系统可靠性评价方法进行对比分析。结果显示本文算法的船舶软件系统可靠性评价错误率大约为5%,而传统支持向量机误率大约为10%左右,本文算法的船舶软件系统可靠性评价可信度更高。     

大型结构系统可靠性分析方法研究

结构系统的可靠性评估是结构设计的一个重要研究内容,而极限状态函数的建立是进行可靠性评估的基础.但是,大型结构系统的极限状态函数极为复杂,响应面法用简单的多项式进行模拟的精度较低,导致误差较大.文章提出用神经网络替代多项式来拟合复杂的极限状态函数,形成所谓的神经网络响应面.然后,基于塑性极限理论,文中提出了不依赖于失效模式的极限状态函数表达形式及采用ICP对该极限状态函数进行计算的方法.最后,依照拟合得到的神经网络响应面,给出了大型结构系统失效概率的方法.通过两个算例计算并和其它方法进行比较,表明该方法的计算精度较高,而计算时间大大降低.     

散货船三维时域波浪载荷计算研究

采用三维势流理论进行船舶运动和波浪载荷预报时,有2种Green函数可供选择:自由Green函数和Rankine源。混合源法,同时使用这2种Green函数,结合了两者的优点。本文对三维时域混合源法开展研究,为了验证该方法的可行性,本文对一艘散货船进行了时域上运动和波浪载荷的计算,并将计算结果转化到频域上以得到RAO。最终把有航速随浪和顶浪工况下该散货船垂向运动和载荷的RAO与WASIM计算结果以及模型试验结果进行比较。比较结果表明,混合源法计算结果与WASIM结果大体一致;在波长较短时,两者计算结果和试验值结果吻合较好,波长较长时两者计算结果都较试验值偏大。随浪海况下2种计算结果较顶浪更贴近试验值。     

河道护岸型式比选及结构计算分析

以长江三角洲地区某河道治理工程为分析对象,满足河道防洪除涝安全同时提升河道生态、景观效果的情况下,进行护岸型式及桩型比选,结果表明:本河道采用生态堆石挡墙护岸生态景观效果更好。对各种计算工况下的边坡整体稳定、挡墙自身稳定以及桩基进行计算分析,结果表明:边坡整体稳定性计算采用瑞典条分法获得的安全系数结果较有限元分析安全系数结果更保守;桩基承载力及位移采用m法计算结果与有限元计算结果较为接近。     

基于GEO-SLOPE的互层土边坡稳定性研究

GEO-SLOPE是边坡工程中广泛应用的一种稳定性分析软件,提供了基于极限平衡法的多种边坡稳定计算方法,本文在前人研究的基础上,分析互层土形成的独特性,其土层类别、层厚比等特征是影响互层土边坡稳定性的重要因素,选用互层土的水平层理构造,利用GEO-SLOPE软件中的SLOPE/W模块功能,对互层土边坡中的淤泥质与粉砂互层、粉砂与淤泥质土互层按不同层厚比进行稳定性计算和分析,分别计算各工况下其安全系数,结果为今后互层土边坡研究提供可借鉴的方法。