基于超声行波方法的液滴运动驱动理论分析与试验研究

为分析超声行波驱动液滴运动的可行性,利用压电陶瓷的逆压电效应作为液滴运动的驱动源,提出弹性体平板的液滴驱动模型。建立压电振子和弹性体平板的有限元模型,使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件得到了压电振子的结构力学模态和谐振频率。仿真结果表明,在压电陶瓷弯曲振动的前6阶模态中,只有第2阶模态为压电振子的横向振动模态,其它模态为一般结构力学模态,确定了选择压电陶瓷的第1阶共振频率作为压电陶瓷驱动液滴运动的激励频率。对压电陶瓷产生超声行波驱动液滴运动的可行性进行了试验。结果表明,超声行波能够驱动液滴运动,同时表明了以超声行波作为驱动来清除汽车前风挡雨滴具有一定的可行性。     

液舱旋转射流惰化模拟及优化

为探究气体惰化机理,提高惰化过程效率,对卧式椭球状LNG液舱的气体惰化过程进行数值模拟与优化。采用从椭球状液舱端部直流射流、旋转射流和混合射流的进气方式,分析气体射流流场结构和惰化效果,探究不同进气方式对惰化过程影响的机理,并提炼其惰化优化方案。结果表明：在进气流量一定时,旋转射流的惰化效果优于直流射流和混合射流,这是由于旋转射流会产生更大的进气扩张角,可大幅减少惰化死角的存在,有利于在储罐内部形成推移式惰化;旋转射流相对直流射流可节省40.4%氮气量和惰化时间,相对混合射流可节省26.2%氮气量和惰化时间。旋转射流优化方案可减少氮气耗量并节省惰化时间,提高惰化过程效率,具有较高的经济性,对于实际LNG液舱的气体惰化过程具有重要指导意义。     

城市桥梁型钢护栏结构优化与防护能力评价研究

针对城市桥梁型钢护栏存在的防护能力提升与经济节材矛盾的问题,通过分析现金属梁柱式护栏特点,提出一种类椭圆形护栏横梁截面,基于SB级、SA级、SS级防护要求,分别提出采用类椭圆形截面横梁的型钢护栏设计方案,且护栏关键设计参数经计算均满足现行规范要求,同时通过小客车与大客车仿真碰撞实验与经济效益分析得到,该新型型钢护栏在满足城市桥梁安全防护要求的同时,可分别降低每公里单侧SB级、SA级、SS级型钢护栏25.68t、19.19t、28.16t钢材使用量。     

生态加筋土挡墙在高填方给水工程中的应用研究

针对市政给水等工程中出现的高填方区域,部分挡墙的设计高度超过12 m,甚至达到20~30 m,其自身的稳定、安全在工程设计中至关重要。鉴于实际工程建设中诸多因素的制约和影响,结合山东省某山地净水厂工程实例,围绕生态加筋土挡墙的设计与应用,以传统重力式挡墙为对照,从结构特点、稳定性、经济性、生态性及施工难度等方面进行了全面分析研究,并总结了生态加筋土挡墙在高填方给水工程中应用的优势,可为类似工程提供参考、借鉴。     

张紧器的结构参数对顶张式立管动力响应的影响研究

本文针对带液压气动式张紧器的顶张式立管,综合考虑浮式平台-张紧器-立管之间的运动关系、液压气柱的张力-冲程非线性关系、立管的真实截面布置以及采油树的作用,建立更加符合工程实际的三维有限元分析模型,并通过与实验结果对比验证了该模型的正确性。基于该有限元模型,研究了张紧器的结构参数对顶张式立管动力响应的影响。结果表明:活塞和活塞杆的直径以及高压气体的初始压强对立管的动力响应影响最大;低压气体的初始压强以及液压气柱和立管之间的夹角对立管的动力响应也有重要影响;在相同的环境条件下,高压气体和低压气体的初始体积对立管的动力响应的影响较小。     

可调节配重顶进技术在箱涵上穿地铁隧道施工中的应用

北京城市副中心地下综合管廊工程在运河东大街处上穿北京地铁6号线郝家府站—东夏园站盾构区间,设计采用箱涵顶进方法,箱涵顶进过程中极易造成穿越段地铁区间隧道竖向位移超标。文章详细介绍了结构配重、顶力计算、顶镐配置等关键施工技术以及箱涵结构轴线和高程变化的控制要点。通过对顶进范围两侧土体进行高压旋喷桩加固,对箱涵底板下方土体进行深层注浆加固,减小了两侧土体因开挖位移产生的摩阻力,有效改善了地铁隧道上方地层的承载力。施工监测数据表明,顶进开挖引起的既有地铁隧道的变形量严格控制在地铁运营及设计要求范围内。     

新型柔性浮堤消浪性能的综合试验研究

针对柔性浮式防波堤对短波、长波均有较好掩护效果的优点,提出一种圆木阻尼式柔性浮式防波堤结构。通过二维水槽中规则波物理模型试验,研究该柔性浮式防波堤在有无浮板时的消浪性能,并对试验结果进行对比分析。结果表明:该柔性浮式防波堤对短波、长波都有良好的消波效果,有浮板柔性浮堤优于无浮板柔性浮堤。     

迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析

基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hulls,SWATH)迎浪规则波中纵向运动及波浪载荷的非线性特性研究.通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了文中方法的有效性;在此基础上,较为系统地分析了SWATH船的垂荡及纵摇运动响应、垂向加速度和波浪载荷的一阶及二阶量随入射波高的变化规律,指出SWATH船的运动响应及载荷与波高存在非线性的关系,尤其体现在响应共振区附近;相比于船体垂荡和纵摇运动,垂向加速度及波浪载荷的非线性特性更为显著.     

Study and Development of the Biped Ice Skating Robot with Passive Wheels

A new passive wheel type of biped ice-skating robot(BISR)which was able to imitate human skating motion was developed. Firstly, the characteristics of two types of human skating gait were introduced; secondly, after simplifying the kinematical model, the BISR's motion principle was presented; then the construction and control system of BISR were proposed; at last, the skating experiment of the BISR in a symmetric gait mode was conducted and some conclusions were drawn.     

加筋土挡土墙的非线性有限元分析

通过对四种加筋土挡土墙的有限元对比分析，从理论上研究了加筋土挡土墙侧向土压力、面板位移、地面沉降、基础应力、筋带拉力的变化情况，计算中采用了两种土状态非线性模型和一个土与结构物的界面状态非线性模型。