结合均值导纳法的声呐腔自噪声统计能量分析

讨论了湍流边界层激励下声呐腔自噪声统计能量分析。采用圆柱一圆板组合结构模拟艏部声呐罩,重点讨论了湍流边界层输入功率计算,及利用均值导纳法求解多耦合结构之间的直接耦合损耗因子及问接耦合损耗因子,给出了详细的理论推导,最后给出了具体的算例。分析结果可作为湍流边界层激励下声呐腔自噪声工程估算的参考。     

水面舰船附近气泡运动数值模拟

当气泡在自由面和水面舰船附近运动时,两者的存在均会对气泡脉动产生影响。基于不可压缩势流理论,采用边界元方法对边界积分方程进行求解。针对建立自由面需要大量的网格,且处理自由面与水面结构交界面时数值不稳定,采用考虑自由面效应的格林函数取代基本格林函数,通过与自由面附近气泡轴对称模型的计算结果进行对比,验证了该方法的有效性。通过对舰船结构附近的气泡运动射流特性进行模拟,发现当药包在舷侧和自由面附近爆炸时,气泡射流可能不会完全作用在舰船上,自由面效应的存在削弱了气泡的打击能力。     

舰船高传递损失复合托板振动特性优化设计

基于结构动力学优化设计理论,研究了潜艇典型舱段双层圆柱壳舷间高传递损失复合托板结构。通过初步优化,得到隔振效果最优的刚性阻振质量块的最优截面尺寸和布设位置,并将最优参数的刚性阻振质量块等效为相同截面惯性矩的球扁钢。在满足舱段总重量及危险截面结构强度的约束条件下,以舱段非耐压壳体全频域内的平均振动加速度级为目标函数,对高传递损失复合托板的开孔半径和托板角度进行动力学优化设计,得到最优振动特性的复合托板形式。由优化结果得到,在中、高频段内,高传递损失复合托板有明显的降噪作用,舱段非耐压壳体全频域内的平均振动加速度级降低了1.66 dB。     

非稳态载荷对二维轮轨纯滚动接触应力和变形的影响

为了揭示轮轨波状表面与非稳态载荷的内在联系, 利用有限元法, 建立了二维弹塑性轮轨纯滚动接触计算模型, 分析法向接触载荷波动值对钢轨残余应力、应变和变形的影响。模型中材料本构采用考虑棘轮效应的Jiang-Sehitoglu模型, 非稳态仅考虑法向接触载荷的简谐变化, 用弹塑性无限半空间表面上重复移动赫兹法向压力分布模拟反复纯滚动接触过程。发现非稳态法向接触载荷作用下产生同样波长的波状接触表面; 随滚动次数的增加, 残余应力增大, 但很快趋于稳定, 而残余应变也增大, 但增大速率衰减; 载荷波动值越大, 波谷和波峰处的纵向残余应力越大, 波谷处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越大, 而波峰处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越小, 波深越大。     

城市交叉口交通流特征与短时预测模型

时间尺度大于15 min的城市交通流预测模型已无法满足交通信号实时控制和交通信息实时发布的需求, 通过对广州市中心区交叉路口交通流长期观察和数据采集, 分析了各种时间尺度的交通流特性, 提出以路口信号周期作为时间尺度, 绿灯流率作为变量的ARIMA (p, d, q) 短时交通预测模型。以1个和3个信号周期的时间尺度为例, 对城市交叉路口不同时间段交通流进行建模和预测。结果表明ARIMA (p, d, q) 预测模型结构稳定, 算法简单, 时间尺度为3个信号周期的预测模型可以很好地保持交通流特征, 均方根误差为0.015 9, 预测精度较高。     

一个新发现:"中等驾驶人"在微观交通世界中的存在性实证

深入理解驾驶行为的本质特征是道路设计、交通工程、智能车辆等领域的研究基础,驾驶行为也是相关工程和产品设计的基本控制条件——道路线形和交通设施为是以中等驾驶人(中位)或者85th百分位驾驶人的行为作为设计控制依据,但统计意义上的"中等驾驶人"或者85th百分位驾驶人在真实世界中是否真实存在,目前尚未得到实证.在重庆市选择了行驶环境复杂的3条路段作为实验地点,开展了超过70位驾驶人的实车驾驶试验,用车载仪器采集了自然驾驶状态下的车辆运行数据,并用量表获取了被试者的气质类型,然后以行驶速度为中间介质、以相似性为准则,分析了中位以及85th百分位驾驶行为的存在性.研究结果证明了真实世界中确实存在"中等驾驶人",他/她的速度行为特征在包含多个复杂场景的整个路段范围内与中位值速度高度一致;"中等驾驶人"的用户画像为:40岁左右,驾龄10年左右,气质类型多为抑郁质,男性和女性都有.此外,研究结果还证实了"85th百分位驾驶行为"在真实交通世界中的存在性.     

A型喇叭口立交左转半直连匝道的事故形成机制研究

喇叭口型互通立交是高速公路最常用的立交样式,事故调查数据表明一些A型喇叭口左转半直连匝道的事故率显著高于平均水平,汽车频繁撞击位于曲线内侧的中间分隔带护栏.为揭示此类事故的形成机制,建立了A型喇叭口互通立交的三维数字模型,运用"人-车-路"闭环仿真的方法模拟了车辆在立交匝道上的行驶过程,从仿真结果中提取汽车运动学响应和汽车操纵量,确定了安全通过事故匝道的转向需求;然后结合实车驾驶过程中的前方道路环境的视觉影像以及基于道路轮廓的曲率估计,得到了事故的发生机制:从卵形线的小圆驶向大圆时,卵形线的中插回旋线以及前方的大圆在视觉上会误导驾驶人高估道路曲率,导致驾驶人采取了维持转向盘不动或者转向回调量不足的错误操作,使行驶轨迹朝曲线内侧偏离了行车道,进而与中间分隔带护栏发生碰撞.最后,根据事故的发生机制提出了靶向性的安全改善对策,研究成果为降低喇叭口互通立交事故率、改善运营安全水平提供了理论依据和技术支持.     

轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型

基于伽辽金变分原理, 利用有限元方法, 建立了轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型, 分析了轮轨摩擦热与钢轨接触区热膨胀位移、摩擦温度、应变和应力的关系。模型中温度场和位移场由耦合方程同时求解, 但没有考虑惯性项和材料阻尼的影响。分析结果表明: 耦合求解的温度场和位移场与非耦合求解的温度场和位移场的计算结果一致, 钢轨表面各点滑动位移的方向与车轮滑动方向一致, 垂向位移方向先负后正; 钢轨表面各节点进入接触区后, 温度快速上升, 但高温持续时间短; 在滑动方向上, 钢轨接触点先受压应变后受拉应变作用, 垂向受拉应变作用, 滑动方向压应力明显高于垂向压应力, 钢轨接触斑前后节点滑动方向应变符号相反; 垂向高正应变区主要集中分布在接触斑后半轴上, 最大剪应变与剪应力区在接触表层以下。     

提高水润滑轴承承载能力关键技术研究

  目的  水润滑艉轴承是轴系振动的主要传递部件,为了提高其减振降噪的动态性能,  方法  设计一种饱和含液穿孔板条。基于流固耦合理论,利用有限元软件ANSYS进行常规水润滑艉轴承和阻尼增强型水润滑艉轴承的模态分析及谐响应分析,以得到穿孔板条对轴承动态特性的影响规律。  结果  仿真和试验结果表明：饱和含液穿孔板条设计可以有效降低艉轴承振动的幅值传递水平。  结论  研究结果对于艉轴承的减振性能提升具有一定的指导意义。     

滑行艇升沉纵摇运动的二维数值预报

基于CFD软件对滑行艇二维简化模型在均匀来流中的运动响应进行数值分析。根据滑行艇的流体动力数值计算结果实时求解滑行艇的运动响应特性,对4种不同傅汝德数下滑行艇的纵摇与垂荡耦合运动特性进行研究,得到艇体升沉幅值、纵摇角随时间的变化特性,以及阻力、升力和力矩随傅汝德数的变化规律,并分析了艇体达到稳定状态所需时间和滑行过程中艇底动压力的变化特性。研究表明：傅汝德数1.5时达到稳定滑行状态的时间仅为80 s;除了在傅汝德数2.0时发生严重振荡,其余3种情况下滑行艇均能够趋于一种＂动平衡＂状态。