秦皇岛市莲花岛工程潮流泥沙数值模拟研究

文章采用波流共同作用下平面二维水沙数学模型,基于三角形网格剖分模式,针对秦皇岛市莲花岛人工岛工程开展潮流及泥沙数值模拟。研究结果表明:莲花岛外形轮廓近似呈椭圆状,长轴走向与岸夹角较小,与水流主流向夹角较小,且围垦面积有限,工程方案实施后未明显改变工程海域大范围主流态,仅人工岛及附近小区域发生一些改变。人工岛方案实施后,流速有增有减,但变化幅度较小,基本控制在0.10 m/s以内;海床冲淤变化影响范围也主要集中在人工岛附近区域,冲淤变化幅度多介于-1.5~+0.9 m,少部分区域冲刷幅度超过1.5 m,其中人工岛迎浪面大部分区域呈海床冲刷状态,人工岛内部水域呈淤积状态。     

船艉开槽型安装船及其运动特性数值分析

浮托法作为一种成本低、耗时少的大型组块安装方法,被广泛应用于海洋平台的安装中。为将浮托法应用于东海海域平台组块的安装,需开发能适应东海长周期涌浪的海洋环境的浮托安装船。提出一种船艉开槽型海洋工程安装船,并根据安装船安装上部模块时对运动响应极值的限制,设计系泊系统。考虑东海长周期涌浪和短周期风浪以及风、流的联合作用,采用三维势流理论和非线性时域耦合分析方法,计算安装船在系泊状态下的时域运动响应极值,并分析校核系泊系统的安全性。研究结果表明,长周期涌浪主要影响安装船在系泊状态下的波频运动,包括垂荡、横摇和纵摇,安装船运动响应极值满足导管架上部模块安装施工要求,系泊系统安全性也满足要求。     

控制杆对柔性圆柱涡激振动的抑制效果研究

涡激振动会造成海洋柔性柱状构件疲劳损伤,合理的抑制装置能够有效延长结构的使用寿命。控制杆是常见的涡激振动抑制装置,高雷诺数条件下,多根控制杆的排布方式对涡激振动抑制效果的影响有待进一步研究。文中通过设计室内模型实验,观测了高雷诺数条件下控制杆对柔性圆柱涡激振动抑制效果。圆柱模型的长径比为350,质量比为1.9,最高雷诺数可达16 000。研究结果表明:控制杆对柔性圆柱的涡激振动抑制效果显著,四根控制杆的抑制效果优于三根控制杆。     

基于双并联平台的港口船舶智能系泊方法研究

随着海运业发展对船舶大型化、装卸效率提升的需求以及码头作业安全要求的不断提高,对港口系泊这一传统作业方式提出了挑战。文章基于船舶水动力学及机构运动理论,从船舶系泊工况和要求出发,开展自动系泊机构设计,并研发了基于3UPS/6UPS并联平台单元构成的具备主动减摇能力的智能化自动系泊方案,通过系统机构分支的恢复力与被动阻尼自主适应系泊船舶的运动量,实现主动控制系泊船舶姿态,并依托所研发样机在波浪水池开展了不同工况的船模试验以验证方案可行性,从改善船舶运动量角度进行分析,试验结果达到了预期的效果。     

基于三维浅水方程的刚性植被水流特性研究

河道中植被的存在会影响河道的过流和挟沙能力。为了研究植被对水流的作用,在已开发的准三维浅水波运动模型控制方程中加入了杆状植被阻力项,并在绕流拖曳力系数计算中考虑了刚性植被的遮蔽效应,同时引入前人提出的植被密度的概念。对改进后的模型利用前人的实验资料进行了验证。模型对植被范围以下和以上流速垂向分布模拟效果良好。利用水箱测定了植被影响下的水流流速,结果表明植被密度是影响阻力的主要因素,而植被的排列方式影响不大;数学模型模拟植被范围和以上的水流速度及紊动能量垂向分布结果与实测值符合较好。     

不同截面形式的波纹钢综合管廊结构受力性能分析

本文依托平遥古城基础设施提升改造项目中综合管廊建设工程,针对波纹钢综合管廊结构,利用有限元软件构建不同截面形式的三维土层-结构数值模型,探究不同截面形式对波纹钢管廊结构受力特点及变形规律的影响。揭示了不同断面形式的波纹钢管廊结构最不利受力位置,最后分析了超载作用对波纹钢管廊结构受力性能的影响。研究结果表明：矩形断面波纹钢综合管廊结构受力性能良好。圆形断面和马鞍形断面结构腰部位置横向变形和内力最大,而矩形断面结构四个角处节点的变形和受力最大。不同断面形式的管廊结构底部均向内收缩变形,且管廊结构竖向变形量比横向变形量大,因此在实际工程中应关注波纹钢管廊结构变形量,尤其是结构竖向变形。     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

绿色公路理念在隧道工程中的应用

随着我国基础设施建设及地下工程快速发展,绿色公路逐渐被重视,隧道作为公路的重要组成部分,应用绿色公路理念进行设计至关重要。绿色公路理念要求依据地质选线和环保选线原则,保证项目填挖基本平衡,同时重视隧道洞口位置选择和进洞方式,兼顾洞口的美观和生态保护,隧道开挖土石方进行循环利用于路基填料及路面垫层,减少弃方量。隧道通风和照明系统用电量大,养护费用高,其节能减排措施是设计关注的重点,合理设置中水回用系统,体现了节能环保、循环利用的理念。以实际工程为依托,将绿色公路的理念应用到隧道设计中,并取得较好的经济效益、社会效益和生态效益,为类似工程提供借鉴。     

底浮箱式防波堤消浪性能、锚链张力及运动轨迹的试验研究

通过物理模型试验,底浮箱式防波堤在定水深和锚碇固位,受规则波、水流作用下,对浮堤的运动状态进行试验研究。对在波浪单独作用和波、流共同作用时,浮堤的消浪性能和锚链张力进行比较性试验,并对浮堤在波浪单独作用下的运动轨迹进行描述。试验结果表明,波浪单独作用的浮堤消浪效果好于波、流共同存在时;锚链张力的变化趋势基本相同;由于浮堤的堤宽与波长相比仅是1/6~1/3,浮堤两弦之间的相位差仅为(1/3～1/1.6)π,因此,浮堤的摇摆角度并不大。     

河道三维水流数值模型及应用

天然河道水流、泥沙运动在空间上属三维问题,故提出一种三维明渠水流数学模型,将该模型应用到黄河贵德水文站下游某河段,模拟的流速、水位与实测资料吻合较好;流量沿程分布结果表明模型具有良好的物理量守恒性;给出的流速垂向分布、紊动能量等参数亦是合理的,为河道三维水流结构分析提供了依据。