Simulated responses of the Gulf of Mexico hypoxia to variations in climate and anthropogenic nutrient loading

A mathematical model was used to simulate monthly responses of the Gulf of Mexico hypoxia to variations in climate and anthropogenic nutrient loading over a 45-year period. We examined six hypothetical future scenarios that are based on observed and projected changes in the Mississippi River discharge, Mississippi River nitrate concentrations, and ambient water temperatures. In particular, we investigated the implications of a 30% decrease in the Mississippi River nitrogen flux, which was recently proposed by the Mississippi River Watershed/Gulf of Mexico Hypoxia Task Force as a measure to reduce the size of the hypoxic zone. Model simulations suggest that the frequency of hypoxia in the northern Gulf of Mexico is highly sensitive to variations in riverine nitrate flux, but also to variations in freshwater discharge and ambient water temperatures. A 30% decrease in the Mississippi River nitrate flux, for example, would reduce the frequency of hypoxia by 37%. Nevertheless, a 20% increase the Mississippi River discharge, which may occur under some climate change scenarios, would produce an increase in the frequency of hypoxia of the same magnitude. Thus, if the potential climatic variations are taken into account, a 30% decrease in the nitrogen flux of the Mississippi River may not be sufficient to accomplish the proposed hypoxia management goal.     

新型组合式制动梁基于接触理论的数值仿真

货车提速后，制动梁可靠性问题日益突出．基于接触问题基本原理和数值仿真关键技术。采用MSC Marc／Mentat的直接约束法对最新研制的组合式制动梁进行接触分析．在可靠性已被试验验证的接触模型基础上，对多种改进方案进行数值计算，尤其是新方案的计算结果与试验结果相当吻合，从而有效地指导了新型制动梁的设计．数值仿真既节省了成本又缩短了研制时间．     

浮筏隔振装置的超单元建模方法

浮筏是一种集弹簧、阻尼器、刚体和弹性体为一体的混合动力学系统，对其建立合适的动力学模型存在困难，为此本文提出一种超单元建模方法。该方法首先在物理空间中对装置中弹性体的有限元模型进行降阶，并建立相应的超单元，然后与普通单元一样把它们直接组装到总体模型中。用该方法建立起来的动力学降价模型不仅在规模上远小于未降阶的有限元模型，而且能很好地保留原模型在中、低频段内的动态特性。数值示例表明，本文提出的超单元建模方法是一种有效的浮筏隔振装置建模方法。     

长冲隧道进口段开挖方法的优化分析

根据隧址区工程地质特征,建立了长冲隧道进口段的有限元模型;模拟了台阶分部法和CD工法开挖隧道的过程,通过对围岩的位移和应力特征、屈服接近度和支护结构受力特征的分析,从施工工序和施工力学角度对两种开挖方法进行了比较,结果表明设计推荐采用的CD工法较台阶分部法没有明显的优势。     

公路高切坡开挖过程数值模拟及稳定性评价——以两巫公路K95段为例

根据两巫公路K95段高切坡的实际情况,运用ANSYS软件对其开挖过程进行了模拟。得出了开挖前后岩体的应力、位移等值线,并对其进行了对比分析。根据塑性变形区节点坐标,利用最小二乘法原理得出了潜在滑动面方程,据此,对该高切坡进行了稳定性评价,并提出了有效的处置对策。     

复杂形状海洋浮体水动力系数计算

网格划分是水动力计算的关键环节,文中针对复杂形状海洋浮体提出了一种湿表面网格划分方法.对于有复杂首尾结构的浮体,用型线重构的方式在首尾生成曲面构成所需要的截面线,将通用建模工具和NURBS曲线拟合相结合,生成相贯结构的相交线;然后,用分片法生成浮体湿表面及内自由面网格,并独立表达各自的速度势以处理不规则频率现象,进而进行水动力系数计算.计算结果表明,上述处理方式很适合复杂形状海洋浮体水动力系数的计算.     

基于遗传算法优化的小波神经网络对船舶受扰力及力矩建模预报

首先构造小波神经网络,建立船舶横向和纵向运动模型及其运动受扰力模型,采用小波神经网络对船舶受扰力建模预报,并用遗传算法对其进行优化,对预报结果进行分析比较,给出超前5秒、15秒的船舶运动受扰力与力矩预报结果.     

拓宽加载对旧路基附加沉降影响数值分析

基于有限元数值分析方法,对路基拓宽工程中,新路基填筑对旧路基附加沉降的影响进行了研究。选取6 m厚软土地基双向4车道的两侧拓宽工程作为数值模拟原型,新路基填筑分别采用不同的填筑、固结间隔期的分层加载方式,通过监视旧路基坡趾下方不同深度的指定观察点,提取观察点的沉降-时间曲线,分析其加载过程的沉降特征,获取不同拓宽加载方式下旧路基下地基影响深度范围内附加沉降的变化特点及沉降完成时间。研究结果表明,新路堤填筑加载总量一定时,不同填筑方式引起的旧路堤附加沉降基本为定值,根据堆载高度可以确定旧路基最终沉降量;新路堤填筑方式影响旧路堤的沉降完成时间、填筑加载时间与自然固结时间相对集中时,旧路堤完成沉降所需工期较短。     

超大跨度CFRP索斜拉桥的力学性能分析

为了探讨碳纤维材料(CFRP)索在超大跨度斜拉桥中应用的可行性,以1400 m主跨的超大跨度钢拉索斜拉桥设计方案为例,采用拉索的等强度和等轴向刚度方法,拟定了两座等跨径布置CFRP索的方案桥,分别采用结构三维几何非线性方法、子空间迭代法、空气动力稳定性分析方法以及地震响应的反应谱分析方法,对应用钢索和CFRP索的超大跨度斜拉桥的静力特性、动力特性、抗风稳定性以及抗震性能等进行了分析与比较,并从力学性能角度探讨了CFRP索在超大跨度斜拉桥中应用的可行性。结果表明:从力学性能角度而言,超大跨度斜拉桥采用CFRP索是可行的,但是拉索截面尺寸采用等轴向刚度方法确定则更有利。     

双侧壁导坑施工数值模拟

针对隧道洞口浅埋段双侧壁导坑施工工艺的特点,对某高速公路隧道进行了数值模拟,定性地分析了双侧壁导坑开挖法施工力学行为.研究表明,在开挖初期,临时钢架与核心土共同作用形成一个承载整体,能有效地减少地表沉降变形;上部核心土开挖后,临时钢架与初衬连接处出现应力集中现象,在开挖过程中应引起重视.