波浪作用下斜坡上护面块体应力分布的数值模拟

文章基于SPH方法和FEM/DEM方法建立了SPH-FEM/DEM的二维流固耦合数值模型,模拟了在波浪荷载作用下斜坡上的护面块体内部的应力分布。结构物的水动力条件采用SPH方法模拟,结构物边界采用虚粒子模拟,护面块体结构的受力、运动和变形采用FEM/DEM方法模拟。不同块体间的接触力采用基于势函数的罚函数法来计算,采用中心差分的显式方法来求解有限元单元的变形。应用ANSYS软件和数值模型对静水压力作用下的混凝土方块的内部应力分布进行了比较模拟分析,验证了所建立的耦合数学模型。通过数值计算给出了波浪作用下位于斜坡上的护面块体的动水压力和块体内部的应力分布,讨论了块体内不同角点位置处的应力变化特性。     

长沙综合枢纽三期施工导流及通航模型试验研究

针对三期施工导流期的特点,采用正态1:100整体物理模型,对该河段的行洪能力和通航水流条件进行试验研究。通过分析设计方案河段上游水位雍高值、围堰附近的流场特点和各泄水闸闸前行进流速,从增加溢流宽度和调整纵向围堰与水流方向两方面对其进行优化,共提出了3种优化方案。根据三期导流的特点并对比不同施工导流方案下的上游水位雍高值,得到有利于河段行洪及施工布置的推荐方案。最终通过流场分析表明,推荐方案的水流条件满足船舶安全通航要求。     

从河相关系定性探讨长江口澄通河段河床演变趋势

利用长江口澄通河段多年实测水深、流量等资料,建立反映澄通河段典型断面面积随含沙量和落潮流量变化的河相关系。依据所建立的各典型断面的河相关系式,分别探讨在含沙量变化和落潮流量变化下,典型断面面积的变化情况。分析可知,当含沙量从0.312 kg/m3减少到0.043 kg/m3时,各典型断面的面积普遍增加超过55%,而当落潮流量从10000 m3/s增加到100000 m3/s时,典型断面面积增加了约7.7倍。这表明在落潮流量不变的前提下,含沙量的减少会导致澄通河段各典型断面面积较大幅度地增大,而在含沙量保持不变的情况下,随着落潮流量的增加,断面面积的增加也较为明显。     

基于ABAQUS的板桩码头地震动力响应研究*

基于ABAQUS软件的隐式模块和有限元-无限元方法对单锚板桩码头进行了地震动响应研究。研究发现,在相同地震波不同加速度峰值情况下,峰值加速度对板桩码头的板桩弯矩、剪力和拉杆拉力有重要影响,与静力分析时的情况相比较,地震加速度峰值每增大0.1g,板桩最大弯矩相应增大约40%,拉杆拉力增大约10%~50%,但拉杆拉力增幅在后期逐渐趋于稳定;地震作用下,拉杆最大拉力与板桩墙最大剪力(单宽)基本相等;地震加速度峰值对板桩墙底与锚碇之间塑性区开展范围也有一定的影响。结果表明,与静载相比,地震对板桩码头的影响不容忽视。研究结果可为板桩码头考虑地震影响的设计提供参考。     

基于国外规范的多跨钢混叠合梁桥的设计与分析计算

以非洲乍得共和国的乍得大桥为例,采用欧洲规范对一座钢—混叠合梁桥进行设计,并对其结构进行了分析计算.根据欧洲规范,计算了钢材与混凝土材料的弹性模量和设计抗压(拉)强度等基本参数.利用法国规范中对汽车活载、正常使用状态和承载能力极限状态下荷载组合的规定,进行了荷载横向分布系数与冲击系数的计算.利用Midas有限元软件,建立了钢—混叠合梁桥结构分析有限元模型.计算结果表明:该大桥满足规范要求.本研究对于国内企业承接类似的海外工程具有借鉴与参考价值.     

梅东浅滩围垦对水流影响的数值模拟

由于梅山本岛土地资源紧张,为了实现梅山规划区块功能,初步考虑在梅山本岛东部围垦以建设梅山通用航 空产业基地等基础设施。采用MIKE 21 HD水动力模型对梅山水道封堵前提下5个不同围垦方案实施后对梅山岛海域的流场 情况进行了数值模拟,并对比围垦实施前后潮流场变化情况,对各方案进行初步比选。从模拟结果可以看出,规划梅东围 垦工程的建设不会改变大范围整体海域的流场结构。总体而言,梅东围垦方案一围垦范围最小,受其影响的范围也相对较 小,而方案5由于未封堵扑蛇山与梅山间汊道,因此其对穿山南作业区的影响程度要小于其他各封堵汊道的方案。     

北江千吨级航道整治研究：Ⅱ二维数学模型与整治河段通航水流条件分析

基于有限体积方法,建立平面二维水流数学模型,对北江白石窑枢纽坝下19km航道整治工程进行数值研究．运用实测水文资料对模型进行验证．验证结果表明：该模型精度符合规范要求．计算了整治工程实施前、后白石窑坝下游河段通航水流特性,分析了各级恒定流和非恒定流作用下整治工程对坝下游河段通航水流条件的影响．研究结果表明：实施整治工程后,整治河段水流条件得到了明显的改善,水流条件可以满足千吨级船舶的通航要求．     

水下航行体的改进S面运动控制器

为研究水下航行体的纵向速度对其余自由度运动所产生的影响及其自身所承受的静力学作用,在分析水下航行体运动模型的基础上,提出了一种改进S面运动控制器。该控制器不仅保留了常规S面控制器参数易于调整且结构简单的优点,同时还克服了常规S面控制器在水下航行体高速航行时运动控制效果差的缺点。引入李雅普诺夫函数对该控制器的稳定性进行分析,并将该控制器成功应用于水下航行体的运动控制。将改进S面运动控制器与常规S面控制器的试验结果进行对比,结果表明:改进S面运动控制器在水下航行体的运动控制方面具有可行性及有效性。     

有限浸没深度无限长圆柱壳辐射声场波动特性

研究水下圆柱壳声辐射问题时常常将流体声介质假设为无限域,而在实际工程中流体为存在自由液面的有限域。针对此假设的不足,基于Flügge薄壳振动方程和Helmholtz方程,利用镜像法和汉克尔函数的加法定理建立自由液面以下有限浸没深度处圆柱壳结构与声场的耦合振动方程,研究辐射声场中辐射声压随浸没深度的波动特性。研究表明,不同频率下远场辐射声压随浸没深度的变化曲线上,波峰之间的距离为流体声波波长的1/2。研究结论可为实际工程应用提供理论基础。     

深海非粘结柔性立管简化模型数值分析及实验研究

非粘结柔性立管具有弯曲刚度小、质量轻、耐腐蚀以及抗疲劳等特点,适用于深海恶劣的海况。然而由于非粘结柔性立管层与层之间的摩擦、接触等诸多强非线性特性,使得其数值模拟分析面临众多挑战,很难同时保证分析模型的精度和效率。提出一个新的非粘结柔性立管简化模型,在考虑摩擦和接触等非线性特性,以及骨架层和抗压层的沿轴向的弹性模量的条件下,运用梁单元和壳单元简化了建模。实验研究的拉伸、扭转、弯曲刚度结果与新建简化模型计算结果的对比分析,验证了所建简化模型的可靠性。研究表明,新的简化模型不仅能节省计算时间,而且更加接近柔性立管的实际本构关系和实验结果。