某飞燕式系杆拱桥的设计简介

飞燕式系杆拱桥属于自平衡中承式拱桥,因其造型优美,跨度较大,近年来得到广泛采用。某飞燕式系杆拱桥主桥跨径布置为25 m+100 m+25 m=150 m,中跨拱肋为完整拱形结构,边跨拱肋为半跨拱形结构,拱肋均采用钢筋混凝土箱型断面。预应力钢绞线系杆锚在边拱肋端部,拱脚均固结在拱座上。拱肋设二榀分列,肋间中距为10.8 m,全桥共设11对吊杆,间距均为7 m。     

基于LiDAR点云的船载砂石体积自动测算系统

针对现有船舶运输砂石体积计算主要依赖人工方式称重和纸质运单流转、精度不高且效率很低的难题,采用基于八叉树的点云精简和聚类分析进行复杂环境下船舶点云的自动识别和提取;采用基于改进SK-4PCS(semantic-keypoint-based 4-points congruent sets)的粗配准和基于Point-to-Plane ICP (iterative closest point)的精配准进行空载和满载两期点云由粗到精的高效配准,设计实现了一种利用LiDAR (light detection and ranging)点云数据进行船载砂石自动测算的系统.采集了江西南昌赣江运砂船数据进行实验验证,从扫描到出结果一艘船的砂石体积自动测算时间少于2 min,同船多次测算结果最大相对误差小于1.00%,砂石体积与实际真值相比的最大误差小于2.00%,满足实际业务需求.     

纯横荡和旋臂试验的数值模拟

随着计算机技术和粘性流理论的发展,计算流体力学方法逐渐成为研究船舶操纵性的重要方法.拘束船模试验是获得船舶水动力导数的重要方法,而获得水动力导数也是船舶操纵性CFD的重要目标之一.讨论了如何利用CFD方法对不带自由面的船模旋臂实验和纯横荡试验的数值进行模拟,求取船模的位置导数和旋转导数.利用该方法对我海军某型舰船模的纯横荡试验进行模拟,并得到了定性结果,为拘束船模实验的CFD方法研究提供了有益的经验.     

基于轨迹的内河船舶行为模式挖掘

从内河海量的船舶AIS数据中提取出有用的交通知识,辅助水上安全监管,对于研究日益复杂的水上交通安全形势具有重要意义.基于内河船舶行为特征,构造由船舶位置、航速和航向4个维度组成的船舶航行状态空间来描述船舶行为.针对传统DBSCAN聚类算法提取状态空间中相似船舶轨迹存在计算复杂高的问题,提出增量式算法改进DBSCAN算法用以高效地计算不同船舶的行为模式;然后利用核密度估计等统计方法对不同模式的船舶行为特征进行数据挖掘,得到船舶航速、航向和位置的时空分布特征规律,进一步挖掘不同行为模式下的船舶微观特征.以武汉航段的汉江分叉航道水域作为研究案例,利用所提的方法对该水域分析研究,得到了6类不同行为模式,挖掘出不同模式下分叉航道内船舶静态属性信息(船舶类型、船舶尺寸)、空间分布特征(轨迹点分布、航速分布、航向分布)、船舶到达规律等信息.利用该模型所提取的知识有助于水上监管人员迅速获取水域交通态势,从而提高水上交通安全监管的水平和效率.     

用于预测含层间间隙缺陷柔性立管的静水压溃强度的弹性支撑拱结构模型

  目的  随着油气勘探涉入超深水领域,一旦柔性立管的外层结构发生破损,其内部的骨架层将承载巨大的外部水压。如果骨架层与铠甲层之间存在层间间隙,则将削弱骨架层的压溃强度,进而引发所谓的湿压溃。  方法  针对该问题,提出一种弹性支撑拱结构模型,并将骨架层的湿压溃过程分为接触前与接触后2个阶段。在接触之前,采用单环结构的稳定性理论分析内骨架层的失稳行为;当层间间隙闭合之后,骨架层开始受到铠甲层的支撑,该结构进入接触后阶段,此时外部铠甲层可以简化为径向支撑弹簧,用于支撑内部骨架层的分离拱状部分。基于此,建立有限元压溃模型,用以验证该解析模型的可靠性。  结果  2类模型的预测结果吻合良好,压溃压强对铠甲层刚度和间隙宽度均非常敏感;当初始层间间隙宽度由0增加至0.5 mm时,柔性立管的压溃压强将降低18%左右;如果紧密拟合的骨架由更硬的铠甲层支撑,则将大幅提高其抗压溃强度。  结论  对于具有较硬铠甲层和较小层间间隙的柔性立管而言,该解析模型可以有效预测其静水压溃强度。     

基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究

基于海浪波面的随机特性,研究船舶底部砰击压力的计算方法。分析纵向入水角对船底砰击压力量值的影响程度,建立二者之间的定量关系。在预报船舶砰击压力时引入随机海浪的波面条件,计及船舶运动和海浪波面倾角因素对砰击压力的影响。采用蒙特卡罗数值模拟法对砰击压力的统计规律进行研究,结果表明：计及纵向入水角的船底砰击压力计算方法,更加合理地反映波面条件和船底波面形状等因素的影响。     

基于Linpack的高性能计算机集群的并行性能测试

基于计算机集群的高性能并行计算,已成为广大工程与科学计算的有效手段。本文以DELLHPCC高性能计算机集群为硬件平台,以Linpack为并行性能测试软件,测试了不同计算机节点数或处理器数、最高Gflops值的矩阵规模N、求解矩阵的分块大小NB、处理器网格中水平方向处理器个数P、处理器网格中垂直方向处理器个数Q的并行性能。通过测试和分析来研究高性能计算机集群的并行性能及其优化策略。     

轮轨冲击对构架疲劳的影响

以三轴机车转向架构架为例, 建立其轮轨冲击的运动微分方程, 通过龙格-库塔积分法得到了轮轨冲击的载荷时间历程, 分析了轮轨动态冲击对构架疲劳寿命的影响。利用有限单元法建立了轮对、构架、车体的整体有限元模型, 采用瞬态动力学分析得到构架危险点的应力时间历程, 结合材料的S-N曲线以及疲劳损伤累积准则, 进行了构架的疲劳寿命计算, 得到轮轨低接头冲击下构架疲劳寿命。分析结果表明: 构架的应力响应并不与轮轨处的激励同时达到最大, 且在激励结束后有一较长的响应过程; 轮轨冲击对构架的疲劳影响较大, 尤其对轴箱弹簧座处的侧梁下盖板的寿命影响最为显著, 在25.0m轨长的错牙接头作用下, 其疲劳寿命为5.15×10⁶km。     

高速列车司机室内气动噪声预测

为了降低司机室内的噪声, 采用大涡模拟法计算了高速列车车头曲面的脉动压力, 将脉动压力作为头车司机室有限元分析的激励载荷, 通过谐响应分析求得司机室壁板的振动速度, 将振动速度作为司机室声场边界元模型的激励条件, 求出了司机室内的气动噪声在不同频率点的声压分布。计算结果表明: 司机室内的声压级在52.3~58.8dB (A) 之间变化, 声压级较大点位于司机室前窗玻璃向车顶过渡处及纵向中截面型线附近, 且在50~315Hz之间, 声压幅值较大; 司机室内的气动噪声主要是低频噪声, 对纵向中截面型线采取更平滑的过渡形式, 可降低司机室内的气动噪声。     

钻孔灌注桩摩阻力的探讨

应用混合桩理论解释了钻孔灌注桩的极限摩阻力试验值与勘察值之间的差值,总结了极限荷载作用下桩的临界破坏面在桩周土中的分布规律,分析了孔隙比是影响钻孔灌注桩表面粗糙度的重要因素。