利用MATLAB进行冲淤变化分析计算

Matlab作为高级计算机语言,在数据可视化、数据分析以及数值计算等方面具有独特的优势。本文利用Matlab这些特点,编写程序对某特定海域进行冲淤变化分析计算,及时地掌握特定海域的冲淤情况,更好地为港口疏浚决策服务。     

土的最大干密度和最佳含水率的数值计算方法及填土现场含水率的控制范围研究

针对目前室内标准击实试验只能确定填料的最大干密度和最佳含水率,而现场填料的含水率控制在最佳含水率的正负2％范围困难较大的问题,分别以三点二次插值函数和最小二乘法进行曲线拟合,通过EXCL的强大计算功能,实现在不同压实度要求下,自动计算现场填料含水率的控制范围,有效提高了路基压实的质量保证和进度控制。     

计入能量损失的气泡运动三维数值模拟

在前人研究的基础上,假设能量损失主要发生在气泡体积达到最小的瞬间,通过改变压力参数计及能量损失,结合势流理论,建立气泡三维动力学数值模型。采用边界积分法求解该数值模型,计算得到气泡的动态特性,计算值与实验值吻合良好,验证了数值模型和计算方法的有效性。基于此,分别对自由场中和边界附近的气泡动力学特性进行了模拟,包括水下爆炸气泡以及空化气泡,得到了一些规律性的曲线和结论,旨在为气泡的相关动态特性研究提供参考。     

基于分形插值函数的路面构造模拟方法研究

通过对分形插值函数构成算法和纵向压缩因子取值方法的研究,给出了基于分形插值函数的路断面构造模拟方法和MATLAB语言编制的模拟流程图;对SMA-13马歇尔试件断面构造的拟合分析表明,实际路面断面构造和分形插值曲线在精度范围内具有一致的分维数,说明分形插值方法对路面断面构造等不规则曲线的拟合具有良好的适用性。     

滑坡滑动面埋深空间插值研究

滑坡滑动面的确定是滑坡预测和治理的基本前提。以重庆市万州城区吴家湾滑坡为研究对象,根据35个钻孔实测点的数据,在GIS支持下,采用反距离权重法、克里金法、样条函数法和趋势面法等四种空间插值方法,分析了实测点数量变化、栅格像元的尺寸变化和空间插值方法的差异对滑坡滑动面埋深信息空间插值结果的影响,分析了埋深信息在空间插值中的不确定性。研究结果表明:①不同的空间插值方法影响埋深插值的不确定性水平;②插值点数量越大,滑动面埋深信息插值的不确定性越小;③空间像元尺度的变化对埋深信息插值的不确定性具有一定的影响,像元尺寸越小,信息插值的不确定性减小。     

基于概率积分法的铁路穿越煤矿采空区沉陷影响分析

某既有铁路K9+000～K13+000段穿越煤矿采空区,该区域范围内含煤地层具有埋藏深度大、可采煤层多等特点。结合工程地质条件和煤炭开采情况,基于概率积分法分析煤炭采空区沉陷对该铁路的影响,并与既有监测资料进行对比分析。研究结果表明,该铁路当前沉降范围为K9+310～K12+038,K10+979处沉降量最大,为4 947 mm,实际监测最大沉降量为4 862 mm,计算结果与实际监测结果基本吻合;所有工作面开采之后,沉降范围为K9+235～K12+112,在K10+592处计算沉降量最大,沉降量为8 213 mm,需要采取相应的整治措施来保障铁路安全。     

考虑剪切变形的变截面构件的变形计算

变截面构件在工程中应用较为广泛,但变形计算则较为复杂。本研究采用拉格朗日插值函数表示单元内的惯性矩和面积的变化,再分别用埃尔米特和拉格朗日插值函数计算单元内的弯曲变形和剪切变形,并根据势能驻值原理得到适用于多种变截面构件的变截面弯曲单元刚度矩阵,最后通过分析力的平衡条件和构件挠度的几何关系,得到考虑剪切变形的变截面弯曲单元刚度矩阵。采用自编的有限元程序与ANSYS分别对算例进行计算分析,讨论圆形构件和环形抵抗剪切变形的影响程度。研究结果表明：算例验证了单元刚度矩阵的正确性,对比发现由变截面构件组成的结构受力性能优于等截面构件组成的结构。     

数字化隧道断面量测系统

数字化隧道断面量测系统可以兼容多种隧道断面数据采集方式,将采集到的隧道断面数据变换到隧道断面坐标系统,采用三次样条插值曲线将测得的离散值拟合成光滑的实测断面曲线并以数学公式表达,实测的隧道断面曲线与标准隧道断面的拟合曲线进行比较,在计算机屏幕上显示隧道的超、欠挖量和超、欠挖面积以及开挖体积,可为优化隧道施工提供可靠的信息。     

谐波叠加法在道路谱重构中的改进与应用研究

三维路面的数值模拟是车辆虚拟道路试验中的重要研究课题，而道路谱的重构与分析是其中的核心内容。谐波叠加法作为常用的道路谱重构方法，具有良好的适用性及精度。但在解决非规则分布的复杂道路问题时存在着重构精度不足以及计算效率不够等问题。为此，在原有的谐波叠加法基础上，提出基于改进谐波叠加法的道路谱重构方法。通过三次样条插值技术对谐波叠加法进行改进，以正定平方分解 （Cholesky） 次数来减少计算内存，从而提高道路谱重构精度。研究发现，相较于传统的谐波叠加重构方法，基于改进谐波叠加法的道路谱重构算法运行模拟时间大大减少，但是精度明显提升。与直接测量法、载荷谱迭代法、谐波叠加法以及滤波白噪声法等相比，基于改进谐波叠加法的道路谱重构精度在90%以上，具有显著优势。基于改进谐波叠加法的道路谱重构模拟仿真，重构的路面功率谱与标准路面谱能很好地契合，得到更加满意的仿真效果，在车辆虚拟道路试验中具有一定的实践应用价值。     

基于MATLAB与CATIA船用螺旋桨建模研究

通过分析螺旋桨的几何特征，依据MATLAB编程语言实现桨叶不同半径处三维型值点计算。同时，为提高不同半径处桨叶曲面连接光顺性，对相邻半径处曲面变化较大处增加半径条数，通过样条插值方法插值增加半径处的三维型值点数据，并将三维型值点以CATIA平台识别的特定格式文件输出，快速完成螺旋桨三维模型的绘制。结果表明：该方法减少了繁琐的计算与数据整理工作，提高了螺旋桨曲面光顺性与三维建模效率。