山区河流垂线流速分布类型的分形研究

根据长江上游螃蟹碛至火焰碛水道实测资料,对该河段水流垂线流速分布类型进行归纳;利用分形理论研究了"3"型垂线流速分布,并探讨流量、水位和河道横纵坡降对分形维数的影响。研究结果表明:研究河段垂线流速分布可分为"3"型、"反3"型、"C"型、"反C"型、"1"型、"S"型、"7"型、"反S"型和"类指数"型,其中"3"型流速分布出现频率最高;"3"型垂线流速分布呈一阶累计和变维分形,其实质上是对数流速分布在多种因素作用下发生偏离的结果;垂线流速分布的分形维数与流量、水位和坡降成正相关,但三者对分形维数影响不大。     

闸基渗流场的有限元法数值模拟

应用有限元法对闸基渗流场进行计算，在计算过程中考虑排水效果和泥沙淤积的影响，得出渗流场的数值解，进而计算静水池的浮托稳定性，最后可确定静水池浮托稳定条件下的安全运用水头。通过对闸基渗流场的有限元法数值模拟，得得了上下游有淤积和无淤积情况下，对应于不同排水效果，拦河闸静水池稳定系数随上下游水位差的变化曲线，为该水利设施的安全运用提供指导。     

长江上游河道剖面分维数与通航水力要素的关系*

通过对向家坝坝下宜宾—朱沱河段建立一维及二维非恒定-分形数学模型,研究该河段及局部滩段水流条件,利用累计和变维分形方法,得到河道纵剖面河流长度分形维数和河道横剖面河流宽度分形维数。在此基础上,探讨了河道纵剖面分维数和河道横剖面分维数与通航水力指标的响应关系。研究结果表明：1）在宜宾—朱沱河段中,随着河道纵剖面分维数的减小,横剖面分维数逐渐变小。2）在满足最低通航流量要求情况下,宜宾—泸州段的纵剖面分维数的取值范围为-1.297～-1.049,泸州—朱沱段的纵剖面分维数的取值范围为-1.305～-1.032。3）在宜宾—朱沱河段中,某一流量下横剖面分维数值反映的是某断面的地形与该级流量的相关度,而滩段横剖面分维数反映的是全河段地形与流量过程的相关度。     

明渠挟沙水流垂线流速的分形特征研究

文中采用分形的方法去探讨明渠挟沙水流垂线流速分布的规律,结果表明:挟沙水流垂线流速确实存在着简单分形现象,且整个水深范围都属于无标度区间。通过试验资料计算得到了流速分维值,并探讨了该分维值的物理意义以及与各种水力参数的关系。     

基于双向线性拟合的最佳集水面积阈值确定方法研究

基于DEM对流域水系河网的准确提取,可获得水文、地形、地貌等信息参数,为研究区水土保持、洪水灾害防治等后续研究提供很好的数据支持,由此确定流域最佳集水面积阈值尤为关键。利用ArcGIS提取不同集水面积阈值下水系河网,结合数盒子法计算不同阈值下的河网分维值,由于难以找出单一阈值做为拐点,分别从阈值最大与最小两端对应的分维值添加趋势线做双向线性拟合,并进行拟合度检验,将出现最大值对应的集水阈值判定为拐点,由此确定出区间集水面积阈值。得到的结论有:拟合出分形维数与集水面积阈值关系曲线,通过分维值双向线性拟合做拟合度检验求曲线拐点,发现集水阈值在一定的区间内比较合理,最终确定的流域最佳集水面积阈值为11.25~12.15km~2。     

考虑渗流影响的深基坑开挖模拟与监测分析

某专业化煤炭码头翻车机房圆形深基坑地下水位较高且临近办公楼,基坑开挖安全需着重考虑地质条件、地下水位及周边环境的影响;结合此基坑开挖监测实例,应用有限元软件模拟基坑分步开挖时渗流及近接建筑物对基坑稳定的影响,并利用仿真结果指导监测点位的布置及监测方案优化;仿真结果显示,考虑渗流作用时,土体内的有效应力值增加,基坑开挖时邻近建筑物地连墙顶部将产生22 mm侧向位移,距离地连墙10 m处产生59 mm沉降,土体孔隙水压力随施工进展逐渐消散;监测结果与计算结果差异较小,考虑渗流作用的有限元模拟能很好地对高水位基坑开挖进行仿真分析,建议在进行高水位深基坑变形计算时考虑渗流引起的有效应力的变化。     

分形外推在海洋石油工程中的应用

讨论分形模型N=C／r^D（其中分维数DW以是实数，变量，复数）和分形级数建立的外推公式；给出常维分形外推，变维分形外推，复数维分形外推，分形级数外推四种外推方法。为了使外推的效果更好，有时需要将数据点预先加以处理（如平移，求累计和等）；另外，有时要对分维数D进行必要的调整。文中用实例讨论四种分形外推的海洋石油工程应用，如台风路径预测等。     

基于分形理论的硬化水泥石水渗透性理论预测的研究

本文基于分形理论初步建立了水泥石的分形模型,引入两个重要的分形维数来量化物体的复杂性及不规则性,并假定其单元体内部各毛细管渗流服从哈根-泊萧叶公式得到总体积渗流速度,再结合达西渗透定律可求得以分形维数和结构参数来定量表示的解析解。在初步说明模型建立的合理性之后,通过与文献中所报道的试验结果比较,本文有效性得以证实,最后在此基础上分别就分形维数和结构参数对硬化水泥石水渗透系数的影响进行分析并得出相关结论。     

基于分形关联维数的水位调节器故障诊断方法

将分形关联维致应用到舰用主冷凝器水位调节系统的故障诊断中,在实验中设置了正常工作状态和故障状态,通过数据采集面板采集了每种状态下的压力信号,对在所采集的信号进行小波包分解消噪的基础上,计算各压力信号的关联维数.实验结果分析表明,故障压力信号的关联维数高于正常信号的关联维数,可以作为故障发生与否的定量判据.     

分形理论在主冷凝器水位调节器故障诊断中的应用

以某型船的蒸汽动力装置主冷凝器水位调节器为研究对象,应用MATLAB软件编译程序,通过计算不同状态下的关联维数,说明其与不同故障之间的关系。实验结果表明,不同故障状态下的信号具有不同的关联维数,因此,分形理论在主冷凝器水位调节器故障诊断过程中的应用是有效可行的。     

撞头形状对双壳结构耐撞性能影响分析

采用显示动力有限元软件LS_DYNA模拟双层壳结构在两种不同形状的撞头撞击下的响应,通过分析比较发现,双层壳结构抵抗球形撞头撞击的能力更强。     

轮胎式场桥小车制动器改造

广州集装箱码头的轮胎式场桥小车制动器使用10多年后,出现了许多问题,故进行了改造.分析了轮胎式集装箱龙门起重机小车制动器的主要故障现象,提出了改造方案,并加以实施.     

大气对水面空泡溃灭影响的研究

建立了无界大气流场和有界水流场综合作用下的两相球空泡动力学模型,并基于这个模型研究了大气密度和流动对水面空泡溃灭压力的影响机理。结果表明,当空泡收缩到较小时,空泡的非线性动力学行为可以使大气密度或流动对空泡溃灭压力的影响迅速增大,大气密度越小,溃灭压力越大。     

船舶柴油机气缸套凸肩裂纹原因分析

分析柴油机故障中常见的机体裂纹故障原因,认为由于设计缺陷和管理及操作不当,易造成船舶柴油机缸体上的裂纹多发生在气缸套凸肩处。如不及时处理这些裂纹和故障,就会造成缸套的裂纹直至出现缸套漏水等严重后果,针对NANTAIQUEEN轮柴油机对该类型故障的检修提出具体措施。     

Analysis of the hydrophysical structure of the Sea of Azov in the period of the bottom anoxia development

The hydrophysical and hydrochemical structure of the Sea of Azov, with developed bottom anoxia, was studied during the RV “Akvanavt” cruise from July 31 to August 03, 2001. The anoxic zone with a thickness from 0.5 to 4 m above the bottom was found in all deep regions of the Sea. Concentrations of hydrochemical parameters were similar to the pronounced anoxic conditions (about 90 mmol m^− 3 of hydrogen sulfide, 17 mmol m^− 3 of ammonia, 6 mmol m^− 3 of phosphate, 7 mmol m^− 3 of total manganese). The hydrophysical structure was characterized by the uniform distribution of temperature in the upper 6–7 m mixed layer (UML). Below this a thin (0.4–0.8 m) thermocline layer was observed, just above the anoxic waters. Formation of this phenomenon was connected with that summer weather conditions. Intensive rains led to increased influx of river waters in June. That resulted in large input of allochtonous organic matter (OM) and inorganic nutrients; the latter were consumed on the additional autochthonous organic matter production. In July the weather was characterized by a significant rise in the daily averaged air temperature and large oscillations of temperature during the day. In this period a wind of constant direction was absent, but wind bursts were observed. The completed analyses showed that the formation of such a structure could be connected with the following factors: (i) positive growth trends of the daily averaged temperature and the daily oscillations of temperature, (ii) presence of wind bursts. The joint action of these factors resulted in the formation of the UML. The amplitude of wind bursts determined the depth of UML, and the value of trend determined the value of the temperature change in the thermocline. An initial presence of bottom halocline (caused by the Black Sea water influx to the bottom of the Sea of Azov) prevented the heating of the bottom layer and therefore led to an increase of vertical gradient of temperature in the thermocline. The spatial distribution of the turbulent exchange coefficient confirmed the existence of a “stagnation” area located above the anoxia zone, which is also, apparently, the reason for its occurrence.     

海洋异物接近对导管螺旋桨服役性能影响研究

螺旋桨是目前船舶及海洋装备重要推进装置,其工作可靠性及服役性能对我国海洋战略的实施具有非常重要的意义。复杂海洋环境下螺旋桨服役性能除受到风、浪、流等环境因素影响外,还受到周围其他海洋异物的影响,进而引起螺旋桨载荷特性发生突变。本文基于计算流体力学基础理论,建立导管螺旋桨水动力学数值仿真模型。将海洋异物接近过程简化为准定常过程,分析不同接近距离对导管桨水动力性能的影响。基于流固耦合理论,将水动力学载荷施加在桨叶表面,获得不同接近距离时桨叶应力、应变的变化特性。研究结果表明：海洋异物的接近会对导管桨水动力学特性产生较大的影响作用。当异物接近距离为0.01 m时,导管桨推力将增加11.74%,扭矩增加12.73%,桨叶最大应力值增加32.06%,最大形变量增加30.28%。本文研究工作对导管桨服役性能评估及疲劳寿命预测具有非常重要的参考意义。     

海底水平阵性能分析

矩阵滤波技术是通过设计一个全局优化的空域滤波器,使得该滤波器对不感兴趣的区域响应尽可能小,对感兴趣的区域响应尽可能不失真,基于该原理可以消除阻带区域的干扰噪声,并且保留通带区域的弱目标信息,是一种比较实用的弱目标定位检测方法,但其定位精度受很多因素制约。本文首先介绍最小二乘矩阵滤波器的设计原理、匹配场噪声抑制原理及归一化通阻带误差的计算公式,然后针对矩阵滤波器应用于海底水平阵的方法,分别从声源频率、阵元个数和阵元间距3个方面分析研究影响海底水平阵性能的因素,总结出使滤波器能够达到比较好的滤波状态时的因素条件,进而提高滤波性能。     

船舶推进轴系孔径比取值范围的优化研究

本研究优化船舶推进轴系孔径比的取值范围,使轴系的综合力学性能达到最理想的状态,目的是在船舶设计时,帮助船舶设计者快速确定轴系的最佳孔径尺寸。文章以某散货船的轴系为研究对象,在考虑船舶螺旋桨偏心力的情况下,建立了轴系危险截面的等效应力和抗扭强度的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件,对不同孔径比艉轴的危险截面的等效应力和抗扭强度进行了对比分析,并且进行了校中情况对比分析研究。将理论值和实测值进行对比,发现理论值和实测结果拟合的非常好。经过对比研究发现,船舶轴系的综合力学性能比较优越的孔径比范围是0.21~0.28,在此范围内,轴系校中效果也比较好。该研究方法为船舶轴系的设计提供了分析依据。     

大广南高速公路地面变形安全评价研究

在大广南高速公路K161＋400～K162＋800段施工过程中,离公路约200m区域突然出现大面积地面沉陷和裂缝现象,该地面变形将影响到线位重新调整,通过调查与分析,对地面变形的安全状态进行了评价,为该公路的建设和运营提供了科学的决策依据。     

搞好港口资源整合促进行业发展壮大

介绍了我国港口资源的整合现状,指出港口整合可以提升港口的形象和地位,也为区域经济和城市的发展注入强大的动力。最后指出在港口资源整合中要避免的几个问题。