掺合料对高耐久性清水混凝土外观的影响

针对海洋环境下高耐久性清水混凝土外观缺陷问题,进行混凝土的圆桶及方模试验,研究掺合料对其外观的影响。结果表明,单掺矿粉的清水混凝土表面气泡较多,且直径较大;双掺矿粉和粉煤灰的清水混凝土的色泽会偏黑,偏暗;双掺矿粉和石粉的清水混凝土表面有较多大直径气泡;而双掺矿粉和硅粉的清水混凝土,色泽较为明亮均匀、气泡较少且气泡尺寸较小,整体均匀性在双掺体系中最好;三掺矿粉、粉煤灰和硅粉的清水混凝土,相对于所有其他系列的清水混凝土,外观改善情况最好,整体色泽均匀明亮,且气泡较少,将其应用于某海洋环境下清水混凝土工程,效果良好。     

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。     

大型海洋平台建造总体合拢技术

概述可用于建造大型海洋平台的总体合拢技术,包括分段吊装合拢、巨型总段合拢、提升+滑移合拢、顶升+滑移合拢、提升+漂浮合拢、浮吊吊装合拢及浮托式合拢。从经济性、安全性和施工周期等角度,分析各项总体合拢技术的优缺点及适用范围,列举应用各项技术完成的国内外经典工程案例。研究结果可为造船企业建造类似海洋结构物提供参考。     

斜坡堤越浪量试验研究

研究斜坡堤的越浪量对于防波堤的设计有重要意义。通过波浪断面物理模型试验的方法,研究了波高、波陡和堤顶超高的变化对斜坡堤越浪量的影响规律,比较了4种不同护面形式的消浪效果。试验结果显示:斜坡堤越浪量随着有效波高的减小和波陡的增大而减少;斜坡堤越浪量随着堤顶超高的增大,成指数形式递减;护面形式对斜坡堤越浪量有一定影响,扭王字块和栅栏板的消浪效果差别不大,且均优于四角空心方块。将物模试验值与现有斜坡堤越浪量公式计算值进行对比,推荐了陈国平公式作为计算斜坡堤越浪量的公式。     

基于稳定性理论的张力腿平台横摇固有周期分析

文章以稳定性理论为基础提出了一种张力腿平台横摇固有周期计算模型,分析了横摇临界角对平台横摇稳定性的影响,并将其应用于分析平台设计参数对横摇固有周期的影响。提出在一个横摇周期里,最后稳定横摇临界角对应的时间历程为1/4横摇固有周期这一假设,基于此假设,编制计算机计算程序,计算横摇运动中每一个横摇角,判断其稳定性,找出一个横摇周期内最后稳定横摇临界角对应的时间历程,求解横摇运动固有周期。考虑两种横摇阻尼情况,计算不同初始横摇角、横摇下沉位移、张力腱长度、平台重量和横摇阻尼的横摇固有周期,论证了平台设计参数对横摇固有周期的影响。该计算模型克服了从结构角度计算固有周期工作量大、计算周期长、计算结果不可靠的弱点,使横摇固有周期计算简单、有效。通过与不考虑横摇阻尼的情况对比,分析了横摇阻尼对横摇固有周期的影响。可以快速计算处于设计阶段或者已服役张力腿平台横摇固有周期。结合一型设计中的张力腿平台,应用文中提出的横摇固有周期计算模型对该平台进行了横摇固有周期的计算,并且分析了平台参数对横摇固有周期的影响。结果表明该方法可以对张力腿平台横摇固有周期进行快速计算。并可推广应用于其它海上结构物的横摇固有周期计算。     

基于量子行为遗传算法的船体局部结构优化设计

采用遗传算法解决船舶复杂结构中混合设计变量优化问题时,其效果很有效,且能获得全局最优可行解。然而,简单遗传算法局部搜索能力差且易于早熟。为了提高对船舶复杂结构设计变量解空间的搜索能力,该文设计了一种基于二进制编码的适用于混合变量的量子行为遗传算法,比较适合于复杂函数的全局寻优,且搜索能力优于标准遗传算法。通过三个算例对算法的寻优能力进行测试,实验结果表明,采用量子行为遗传算法进行的船体局部结构优化设计具有较好的计算质量与计算效率。     

直立圆柱体内孤立波载荷特性数值模拟

以三类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度作为入口条件,采用Navier-Stokes方程为流场控制方程,建立了两层流体中内孤立波对直立圆柱体强非线性作用的数值模拟方法.结果表明,数值模拟所得内孤立波波形及其振幅与相应理论和实验结果一致,并且直立圆柱体内孤立波水平力、垂向力及其力矩数值模拟结果与实验结果吻合.直立圆柱体内孤立波载荷由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,其中摩擦力很小,可以忽略;对于水平力,其波浪压差力与粘性压差力量级相当,流体粘性的影响显著;对于垂向力,粘性压差力很小,流体粘性影响可以忽略.此外,直立圆柱体对内孤立波的波形及其诱导流场的影响很小,因此采用Morison公式和傅汝德—克雷洛夫力分别计算其内孤立波水平力和垂向力是可行的.     

翻边开孔对矩形板振动频率的影响

研究了带有翻边长圆开孔矩形板的振动特性。利用ANSYS软件建立翻边开孔矩形板的参数化有限元模型,获得不同开孔参数(开孔率、翻边高度、开孔位置及转动)情况下结构的前两阶固有频率。在此基础上数值分析翻边开孔参数对矩形板前两阶固有频率的影响,发现翻边开孔能显著改变矩形板的固有频率,且与板的边界约束条件有很大关系。研究结果为实际结构的翻边开孔设计提供了参考。     

电机-智能材料复合型仿生鳍设计及分析

针对目前开发的仿生鱼鳍驱动方式及其功能单一等不足,提出一种电机-智能材料复合型仿生鳍。首先介绍仿生鳍机构原理及设计思路,对仿生鳍单元的运动关系进行建模;结合动力学仿真软件分析不同曲柄长度时鳍条运动角位移、角速度和角加速度随时间的变化情况;最后试验测试仿生鳍推进器的平均推进速度和平均推进力随鳍条运动频率的变化情况,并比较分析相同运动学参数下鳍条摆幅从根部至端部逐渐增大运动模式和鳍条摆幅从根部至端部等幅运动模式推进性能的差异。该研究充分利用机电系统响应速度快和驱动力大的优势,结合智能材料形状记忆合金功重比高和柔性驱动等优点,使仿生鳍不仅实现了两种驱动方式上的融合,而且通过仿生鳍的多种运动方式(波动、摆动以及复杂三维柔性运动),满足了巡游、转弯以及稳定性调节等多种需求。     

长江深水航道经济效用预测的系统动力学模型构建与优化

长江南京以下12.5 m深水航道是提升长江通航能力的一项重大水运工程,可发挥长江黄金水道的重要作用,研究其建成对江苏沿江经济的影响具有十分重要的意义。运用系统动力学方法建立长江深水航道对沿江经济影响模型,依照"港航船货信金六位一体发展理论",该模型由沿江经济、港口、航道与岸线、金融投资、社会人口等子系统组成。将热力学第二定律的热单向传导和熵增加原理引用到经济发展模型预测中,对模型进行改进和优化。通过模型验证,改进后的模型结果与实际情况更为接近,可用于分析内河航运工程对沿江经济发展的预测工作。