冰区航行船舶冰阻力数值研究进展

冰阻力是影响船舶在冰区航行性能的关键因素。当前主要的冰阻力研究方法有经验公式法、模型/实船试验法和数值模拟方法。数值模拟方式能够对船舶破冰的全过程进行快速模拟,且模拟成本低,参数易于控制 、结果较为准确,是一种比较适宜的冰阻力预报方法。随着计算技术的进步,各种数值模拟方法层出不穷,其中包括基于网格单元的有限元模型,基于无网格方法的离散元模型、SPH法、近场动力学模型等;近年来,网格模型与无网格模型的耦合方法也逐渐发展起来。文章简要梳理了冰区航行船舶冰阻力数值研究的进展,并基于研究现状提出尚需进一步解决的问题,意在为进一步提高冰阻力数值模拟精度提供参考。     

海水-冰晶两相流非等温流动及传热研究

船舶在冰区航行时,存在冰晶颗粒混合海水流入船舶冷却系统现象。基于颗粒动力学理论,建立适用于海水-冰晶两相流的欧拉-欧拉双流体模型,耦合相间传热传质模型对海水-冰晶两相流在水平直管内流动及传热特性数值模拟。研究表明,冰晶颗粒流动过程中,在管道上部位置R=8~10mm处冰晶体积分数达到最大值,且随着速度增加而增大;当入口含冰率(IPF)为4%时,冰晶速度的最大值出现在管道中心轴线上方。当入口速度为1.0~3.0 m·s-1,含冰率4%~30%时,局部传热系数随入口速度及含冰率增大而增加。     

基于CATIA的船舶边锚锚台放样及现场作业指导

随着船舶制造的大型化,采用大抓力不平衡锚作为边锚的船舶设计越来越多。这对船舶边锚锚系设计、制造及现场安装均提出了较高要求。边锚锚系的放样和现场作业指导是这些过程中的核心环节,其设计质量和施工效率的直接影响到锚系系统生命周期。本文基于船厂在锚系施工工作的实践经验,对边锚锚系施工设计工作的业务流程进行了介绍,基于CATIA软件,对某型船的边锚锚系进行了创成式三维放样,结合现场施工的实际需求,提出了基于CATIA的锚系现场作业指导办法,大幅提升了设计质量和施工效率。     

基于isight响应面模型的白车身轻量化研究

在保持车身结构性能不变的情况下,对白车身进行灵敏度分析,根据灵敏度分析结果,选取58个零件厚度作为设计变量,在isight中采用优化拉丁超立方方法对样本采样,对白车身弯扭刚度及1阶扭转模态进行分析,采用1阶响应面方法建立白车身弯扭刚度、1阶扭转模态及质量近似模型,近似模型拟合优度值R2均大于0.9,具有高可信度,最后通过近似模型优化方法 SQP(Sequential Quadratic Programming,序列二次规划法)完成白车身减重。优化后的弯扭刚度及1阶扭转模态都达到设计要求,在材料不变的情况下,质量减轻约23.6kg;基于isight多学科优化方法结合相应有限元分析软件在车身减重方面具有很好效果。     

地震折射层析和高密度电法在隧道勘察中的应用

地震折射层析和高密度电法在隧道勘察中有着效率高、信息丰富、成本低、周期短、效果好等优点,因此得到了广泛的应用。对此,简介了折射层析成像和高密度电法的原理,采用高密度电阻率法与折射层析法对冰山谷沟隧道工程地质联合探测。利用折射波探测下方地质体中的波速特征,利用电阻率法探测地质体的裂隙发育及电阻率特征。综合两种方法进行风化带的分层,判断地质体的完整性及不良地质体的发育情况,并充分利用两种方法的优势,为后期隧道设计和施工提供地质信息和依据。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械选型与开挖方法探讨

对于川藏铁路隧道工程采用钻爆法施工机械的选型,分析了近二十年来高原寒区铁路长大隧道无轨运输施工机械配置情况,针对川藏铁路隧道不良地质和现有的应对措施,介绍与之相适应的机械设备,并对有利于隧道钻爆法机械化施工的开挖方法提出建议。     

基于袖阀管注浆法的铁路路基过渡段沉降超限整治

以海南某新建铁路为例,在分析铁路过渡段沉降超限因素的基础上,采用袖阀管注浆法进行过渡段沉降超限整治,并通过现场监测检验了注浆整治效果。结果表明:过渡段填料压实度不足是造成过渡段沉降超限的主要原因;注浆处理后,加固区中心钻孔取芯可见芯样多处明显被水泥包裹,分层动力触探锤击数显著增大,过渡段填料密实度得到有效提高;注浆加固后路基沉降速率迅速减小,并呈现较快的衰减趋势,沉降变形在20天左右基本得到有效控制。     

美标高桩码头抗震计算位移法的对比

从原理和适用性的角度对美标高桩码头抗震计算方法进行对比,着重研究了位移法及其中的替代结构法。对替代结构法中推覆曲线的双折线化方式、阻尼比计算、反应谱衰减等影响因素进行分析。通过推覆分析和替代结构法计算变形能力和地震位移、复核码头抗震性能。结合实际案例,采用反应谱法和替代结构法对某高桩码头结构进行抗震分析。结果表明反应谱法趋于保守,不能反映塑性后的荷载衰减,相比而言替代结构法更为准确。而对于替代结构法,不同的等效阻尼比会较大程度影响地震位移结果。     

澜沧江—湄公河航道二期整治项目水文测量实施方案

澜沧江—湄公河航道二期整治项目全长631 km,具有落差大、水流湍急、流速大、水情复杂等特点,是典型的国际山区航道。现场水文测量采用多种设备和技术方法,分段管理和实施,包括比降观测、水文断面测量和表面流速与流向测量等,其中电子浮标法在流速大的河段表面流速与流向测量中效果良好,可为长距离山区航道整治水文测量提供参考。     

组合荷载作用下英标和法标港口铺面结构设计方法对比

目前非洲大部分地区港口铺面设计采用英《港口铺面重型结构设计手册》,而西非法语区国家则倾向于采用法国标准。但目前法标中没有专门针对港口铺面设计的规范,参考的是法标道路设计规范。由于法标道路设计中将多种荷载等效为标准荷载,直接采用此设计方法不能真实反映港口荷载实际组合情况,不能直接运用到港口铺面设计中。基于西非某新建港口铺面设计,介绍一种组合荷载作用下法标港口铺面设计方法。与英标设计方法进行对比,分析两种设计方法及铺面结构方案之间的差异,为该地区港口铺面设计方法采用法国标准提供支撑。