基于海流速度和流向的水雷水中弹道建模与仿真

发射水雷时,由于水下环境的复杂性导致水雷的水中弹道要受到多种干扰因素的制约,为分析海流速度和方向对水雷水中运动状态的影响,针对水雷由鱼雷管水平发射出管,在解欧拉方程易出现奇异性而难以求解的问题上引入四元数法,建立基于四元数法的水雷在静水中的弹道模型;分析海流影响下的水雷水中弹道,建立基于海流的水雷水中的弹道模型。仿真水雷在不同流速、流向下的弹道,分析海流流向与水雷出管速度方向异同时,水雷在水中的运动规律和散布规律。实例表明,仿真结果与有关资料和实际获得的数据相吻合,可为部队执行布雷作战使用提供参考依据。     

五体船兴波阻力预报和减阻设计遗传算法

以线性兴波阻力薄船理论Michell积分和科钦函数线性叠加原理为基础,采用正交切比雪夫多项式拟合片体横剖面面积曲线,得出单体船、三体船和五体船通用的线性兴波阻力数值计算公式。据此,对不同侧体位置布局的Wigley五体船算例的兴波阻力进行系统的计算,并分析侧体位置布局对五体船兴波阻力的影响规律。在此基础上,进一步应用遗传算法对五体船的侧体位置布局进行减阻设计,得到五体船在计算航速下的侧体位置布局减阻设计方案。研究表明,所提五体船兴波阻力线性理论算法以及侧体位置布局减阻设计遗传算法均有效可行。     

高桩码头施工质量通病的治理和预防措施

码头水工建筑物施工过程中普遍存在着质量通病。文章根据高桩梁板式码头水工建筑物的施工特点,从工程实体、施工工艺和质量管理等方面查找质量通病的产生原因,分析找出治理和预防措施,从而更好地提高工程的施工质量。     

调距桨桨毂机构水动力负荷加载方式仿真研究

本文首先对某调距桨进行了CFD仿真分析,然后将CFD计算得到的桨叶分布式压力负荷加载至调距桨桨毂有限元模型的桨叶上进行有限元静强度仿真计算,并与多点约束集中(MPC)加载方式的计算结果进行比较。因分布式压力加载方式更接近真实加载情况,更适应于精度要求较高的高负载调距桨桨毂设计,与分布式压强加载相比,虽然MPC加载方式精度较低,但因其载荷加载处理与仿真计算时间大为缩短,得到的结果偏安全,因此适用于一般的工程强度估算校核。     

一种低桩宽承台卸荷板式海堤在限制环境下的应用

海滨城市建设海堤经常受相邻桥隧的影响,建设条件受到各种限制,传统的大型土石方海堤已无法满足要求。因此,提出一种低桩宽承台卸荷板式海堤,该结构能适应打桩设备小、施工作业面狭窄、地质条件差且不能换填、地面荷载大及防腐要求高等不利条件。采用MIDAS/GTS NX软件对结构进行三维数值模拟计算,并现场监测收集变形数据,结果表明,该结构具有桩基弯矩小、水平位移小、整体稳定性好等优点。     

嘉陵江草街—北碚段航道整治效果及补水需求分析

嘉陵江草街至河口段整治工程分期实施,部分滩段整治效果未及预期,通航条件仍然较差。针对嘉陵江草街至北碚段航道枯水期斑鸠背、二郎滩等滩段出浅碍航的问题,结合深度平均的平面二维水力学数值模拟和航道通航水流条件原型观测,分析研究河段各滩险的碍航特性及整治效果,提出重点滩段达到航道维护尺度的流量要求及相应保证率。研究结果表明:嘉陵江草街至北碚段航道近年来虽进行了系统整治,航道通航水流条件得到一定的改善,但受逐年地形变化影响,航槽内冲淤变化显著,目前已不能满足Ⅲ级航道尺度要求;在现状条件下,满足Ⅲ级航道尺度要求的草街最小下泄流量约为1 391 m~3/s。     

土工管袋充填过程模拟与固结试验

土工管袋技术在滩涂围垦、河海岸保护及港口建设等领域应用广泛,并在模袋承载力、袋体张力、填料、渗透排水研究等方面取得丰富的成果,但其填土固结全过程分析及固结规律远未得到充分认识。为此,开展管袋模型试验,全方位监测充填过程中孔压与土压力演变规律。结果表明:1)袋内孔压、土压在充填与消散交替进行中表现为交替的变化过程。袋内水平土压力系数上部与下部不同,上部接近主动土压力系数,底部接近静止土压力系数。2)充填初期,袋底孔压最大,距离透水的土工布边界越近,其消散越快。此外,中部孔压一直最大,上部次之,底部最小。3)充填期管袋的高度与中部孔压呈紧密的正相关关系。     

水下多足滑翔机器人的水动力特性和滑翔性能

结合水下滑翔机的机动性和多足机器人的灵活性,研制兼具这2个特性的新型水下多足滑翔机器人.基于黏性流体理论,将多计算域法与滑移网格法高效结合,开展不同攻角和不同航速下的水动力数值计算研究,分析升阻力、升阻比和力矩与攻角、航速之间的变化规律,获得上浮和下潜时对应的最优攻角.以拟合的水动力参数为条件推导运动方程,对水下多足滑翔机器人的滑翔性能进行研究,得到最大水平速度的滑翔状态运动参数.该研究可为水下多足滑翔机器人外形参数优化设计提供数据支撑,同时能指导姿态调节系统的设计.     

船、机、桨动力耦合可视化系统设计与实现

为了实现船、机、桨之间匹配关系的可视化及实现MATLAB在船舶动力系统计算中的应用,基于船、机、桨动力匹配关系,利用向量计算方法在Simulink平台设计了一套船、机、桨瞬态仿真系统,并在MATLAB GUI中设计了可视化仿真控制台.系统中,基于S函数对Simulink模块进行了二次开发,增强了数值关系的表现效果.仿真系统正确地预测了船、机、桨匹配中各个参数的变化趋势,并且可有效地帮助轮机管理人员理解船、机、桨之间的复杂耦合关系.     

基于Modelica语言的ROV力学系统建模与仿真

本文针对因ROV在水下作业过程中的非线性及耦合运动特性而导致采用传统Simulink建模方法效率低下的问题,将Modelica语言应用于ROV力学系统建模过程中,提出了一种通用的、面向对象的水下航行器运动建模方法.简要介绍了Modelica语言的特性和优点,应用其面向对象的建模思想构建仿真框架,将ROV力学系统按受力性质进行分析、分类与模块功能划分,定义共用、可重用的底层运动学与力学连接器作为模块间交互接口,实现各模块由数学模型到仿真模型转化.在顶层模型中通过组件实例化整合各模块,应用组件连接机制,创建完整的ROV力学系统.选取工况对其运动特性进行仿真,分析仿真结果,以验证建模方法便捷性和正确性.