A second order volume of fluid （VOF） scheme for numerical simulation of 2-D breaking waves

Among all environmental forces acting on ocean structures and marine vessels, those resulting from wave impacts are likely to yield the highest loads. Being highly nonlinear, transient and complex, a theoretical analysis of their impact would be impossible without numerical simulations. In this paper, a pressure-split two-stage numerical algorithm is proposed based on Volume Of Fluid (VOF) methodology. The algorithm is characterized by introduction of two pressures at each half and full cycle time step, and thus it is a second-order accurate algorithm in time. A simplified second-order Godunov-type solver is used for the continuity equations. The method is applied to simulation of breaking waves in a 2-D water tank, and a qualitative comparison with experimental photo observations is made. Quite consistent results are observed between simulations and experiments. Commercially available software and Boundary Integral Method (BIM) have also been used to simulate the same problem. The results from present code and BIM are in good agreement with respect to breaking location and timing, while the results obtained from the commercial software which is only first-order accurate in time has clearly showed a temporal and spatial lag, verifying the need to use a higher order numerical scheme.     

真空-堆载预压联合加固道路软基沉降规律研究

本研究依托广州市南沙区某填筑项目道路软基处理工程,综合考虑真空-堆载联合预压荷载形式、初始条件和边界条件建立Abaqus有限元模型,对联合预压加固软基固结沉降过程进行数值计算,并将模拟计算结果与实测数据比较剖析。所得结果证明:数值模拟得到软基固结沉降数据和现场实际监测数据演变规律相吻合,能较好模拟各级堆载预压过程中软基沉降速率变化规律。模拟数据曲线比实测数据曲线收敛速率更快,计算值与实测值吻合较好,综合评定认为该区域软基处理加固达到设计卸载要求,建议真空卸载。     

深海油气夹层管稳态温度场分析

深海环境温度较低,高温含蜡原油会发生降温析蜡,导致堵塞管道,应增强管道的保温效果。夹层管复合结构具有较好承压能力和保温性能。文中利用FLUENT软件对层流及紊流流态下夹层管二维传热模型进行计算分析,得到2种工况下管道轴向及径向温度场,结合理论分析对数值模型进行验证,分析了原油入口流速、夹芯层厚度对管道温度场的影响。     

半开口和分离边箱开口断面主梁竖向涡振性能对比

为深入研究不同截面形式开口断面主梁的涡振性能及其发生机理,针对半开口和分离边箱开口断面2种主梁,进行了1∶50节段模型风洞试验,考虑等效质量、风攻角和阻尼比等因素的影响,计算了2种主梁断面的斯托罗哈数;基于线性和非线性理论,估算了实桥竖向涡振振幅;建立了二维数值模拟分析模型,验证了数值模拟方法的准确性,并对比了2种主梁断面周围的瞬时涡量和平均流线结构。分析结果表明:2种主梁在风攻角为3°和5°时均发生竖向涡振,且出现2个涡振区,第2个涡振区主梁竖向涡振最大振幅明显大,5°风攻角时2种主梁竖向涡振振幅比3°风攻角时大75%;风攻角为5°,阻尼比为0.8%时,分离边箱开口断面主梁竖向涡振最大振幅比开口断面大28%;随着Scruton数的增大,主梁竖向涡振的最大振幅接近线性减小,相同Scruton数工况下,5°风攻角时分离边箱开口断面主梁竖向涡振振幅最大,3°风攻角时半开口断面主梁振幅最小,说明正风攻角越大,主梁断面越钝,其涡振性能越差;5°风攻角时分离开口断面更钝,引起气流更大的分离,来流风在2种主梁断面的桥面上方和主梁开口处均形成漩涡,由于斜腹板和风嘴作用,主梁开口处尺寸较大的漩涡被打碎为几个尺寸接近的较小漩涡,优化了主梁的涡振性能。      

大功率柴油机机架的铸造工艺技术

文章分析了大功率核电应急柴油机机架铸造难点,提出了解决大型复杂机架铸件缺陷的工艺措施。通过软件仿真模拟检查工艺措施效果,并结合机架生产验证情况,总结了大型复杂机架的铸造工艺经验,对大功率柴油机机架的铸造技术研究有深远影响。     

钢管混凝土桥墩环梁式节点动力响应及结构优化研究

混凝土环梁节点是一种新型的无支座桥梁结构体系,钢管混凝土桥墩与上部结构的横向连接是结构的薄弱环节.利用数值模拟的方式对钢管混凝土桥墩普通环梁式节点在反复荷载作用下的动力响应进行了分析,得到了节点内薄弱环节处的应力变化曲线、滞回曲线、骨架曲线及刚度变化曲线,认为普通节点由于钢筋配置不合理造成混凝土过早拉坏,未充分发挥材料...     

基于TruckSim的客车行驶安全因素研究

一些行驶的车辆在一些紧急情况下可能会因为驾驶员对路面情况判断失误而导致交通事故的发生,客车相对于一些小型车辆来说重心高,稳定性相对较低,在路面上行驶安全性也相对较低,可能会出现侧滑、甩尾现象。文章研究客车行驶的稳定性,通过TruckSim软件对客车进行建模仿真,得到客车在不同道路条件路面上行驶时的试验性能曲线,分析影响客车的安全因素,有助于帮助驾驶员在安全地行驶速度下运行,提高客车安全性。