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.     

基于遗传算法的船舶横向运动水动力参数辨识的研究

随着海上资源开发与航运物流的发展,海上舰船的动力性能和载重量也不断提高。其中,船舶的动力性能直接决定了船舶的航行安全,对船舶动力性能进行分析和优化有重要的意义。本文研究的主要内容是船舶运动水动力参数的辨识,采用基于遗传算法的参数辨识方法,并详细介绍了该基于遗传算法的横向运动力参数辨识的过程,具有重要的意义。     

低傅氏数兴波数值预报的不稳定现象及其解决方案

本文针对船舶在低傅氏(Froude)数兴波数值预报中容易出现计算不稳定的普遍现象,从离散差分格式出发,对控制方程离散格式进行数值分析,推导出船舶CFD所特有的(带自由面)不稳定项形式,从理论上来解释这一现象.同时,根据所推导的数值耗散项的表达形式,提出了低Froude数计算稳定性的控制策略,主要为采用时间一阶隐式格式;减小时间步长;适当加密自由面附近的网格;综合应用前三种策略.     

基于核磁共振与无侧限抗压试验对纤维加固红黏土的宏微观特性研究

红黏土因其具有孔隙比大、易压缩等不良工程特性,常在工程建设中引起一列工程问题.为此,采用聚丙烯纤维对红黏土进行加固,并采用核磁共振(NMR)技术和无侧限抗压强度试验对不同含量纤维加固后土体的宏微观特性进行测试,得到以下结论:1)不同含量纤维加固后红黏土的T2谱形态基本保持一致,均在弛豫时间为1 ms附近出现峰值,且纤维含量为0.2％时,试样内部信号最强;不同含量纤维加筋土内部的孔径主要分布在0.01μm到0.05μm之间,且0.02μm孔径所占比例最大;试样的孔隙度和T2谱峰值面积随纤维含量的增加表现出先增加后减小的趋势,且均在纤维含量为0.2％时到达最大值;2)纤维能够明显增加红黏土的抗压强度,加筋土的抗压强度与纤维含量保持良好的线性增加关系;且随着纤维含量的增加,试样由脆性破坏逐渐表现为韧性破坏特征.3)纤维在土体中起到加筋作用,显著增加了土体间的连接力,且纤维相互交叉连接形成了空间网状结构,限制了土体的变形,使得加筋土抗压强度增加并表现出韧性破坏特征.     

表面选区强化对钢轨波磨处轮轨滚动接触行为的影响

层流等离子体表面强化技术可大幅提高钢轨表面的硬度和耐磨性。为了揭示强化处理对轮轨滚动接触行为的影响,建立同时考虑钢轨表面选区强化和短波波磨的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,数值计算了车轮高速滚过一个波磨周期的轮轨力、接触斑黏滑分布和残余应力应变。对比发现:表面选区强化对轮轨力和接触斑黏滑分布的影响较小,不影响钢轨承载性能;对钢轨表面残余应力应变分布的影响明显,残余应力主要集中在屈服强度较高的强化斑内而残余应变主要集中在韧性较好的基体材料上,表面选区强化有效结合了强化斑和基体材料的力学性能,形成了一种强韧的良好匹配。结果可为现场生产服务提供一定的理论指导和应用参考。     

长江口南槽航道透水梯形结构整治建筑物水动力特性研究

文章依托长江口南槽航道治理工程,对一种透水梯形结构整治建筑物进行了研究,通过物理模型试验重点研究了其水流流速和泥沙淤积效果等水动力特性,并根据试验结果对结构进行了优化。优化方案对透水梯形结构的不同开孔结构和底板方案进行了比选,基于比选试验结果,给出了推荐方案结构,可为生态航道建设提供参考。     

城市轨道交通列车故障救援延误计算与仿真

针对城市轨道交通列车故障救援方式及延误计算问题,对列车故障救援作业流程进行分析,然后根据作业流程建立5种救援方式的延误计算方法,最后使用Open track对福州市某地铁线路进行列车故障救援仿真,并对仿真与计算结果进行比较分析.研究结果表明:在一定范围内提高救援速度可有效减小救援列车作业时间;所提出的计算方法可较为准确反映延误情况;在救援起讫点内,以固定闭塞运行的后序列车的延误会突增并积累,造成延误增幅的差异.     

基于多点线圈联合数据的高速公路匝道影响范围识别

为准确识别高速公路匝道对主线车流的影响等级和范围，本文提出基于速度波动特性的高速公路匝道影响量化方法。通过建立改进加权速度排列熵指标以量化各服务水平下匝道对高速公路主线车流的影响，对建立的指标进行谱聚类分析来确定匝道的影响阈值。应用京昆高速及二广高速的99个平行式合流匝道和直接式分流匝道多点主线线圈检测器数据的分析结果表 明，所提出方法可识别高速公路主线车流受匝道的影响程度。合流匝道对主线最外侧车道的影响比次外侧车道高4%~69%；A~C级服务水平下，分流匝道对上游主线最外侧车道影响程度比次 外侧车道高6%~29%，D~F级服务水平下，最外侧车道受影响程度比次外侧车道低10%~13%。合流匝道的影响范围是合流点上游350m至下游550m；其中上游160m至下游100m和下游180~ 270m为核心影响范围。分流匝道影响范围为分流点至主线上游850m，其中750~850m、450~ 600m、100~300m为核心影响范围。研究成果可为高速公路匝道交通设计、管控策略和提升仿真可靠性提供依据，可有效降低设置匝道带来的影响。     

粘弹性人工边界在地下结构抗震分析中的应用

地下结构地震反应分析需考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键问题。以往地下工程实例表明,在结构动力时程计算中,能否有效模拟无限地基边界对结构抗震分析有很大的影响。基于某地下综合体项目进行抗震评估,采用黏弹性人工边界模拟自由场震动响应,克服工程中传统分析里不能模拟场地无限域的缺点。为地下结构的动力时程分析提供可靠数值依据。