兴隆水利枢纽运行后汉江下游枯水位变化及长江顶托关系调整

兴隆水利枢纽蓄水运行后,对坝下游枯水位、水位顶托关系等影响已初步显现。系统分析1970—2022年汉江下游水文站、水位站的流量与水位特征等变化。结果表明,汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游各站同流量的枯水位均表现为累积性下降态势,越向下游减幅越小。当汉川—汉口段和仙桃—汉口段水面比降分别低于0.020‰和0.025‰时,长江水位顶托作用显著影响汉川站及仙桃水文站的水位;当水面比降高于0.060‰和0.065‰时,长江水位顶托作用未影响汉川站水位和仙桃水文站。2013—2022年与2003—2012年相比,汉川—汉口段和仙桃—汉口段比降高于0.060‰和0.065‰的时间为增大态势,即2013—2022期间汉江和长江水情组合有利于汉江下游航道水深条件的稳定与发展。     

基于水流牵引力的河道岸坡稳定性分析*

基于极限平衡理论,结合水平条分法,将Bishop法的竖直条间力关系转换到水平土条上,推导出水流牵引力作用下均质岸坡稳定安全系数的理论计算公式,将其结果与ABAQUS有限元软件的强度折减法模拟的计算结果进行对比分析。结合工程实际,分析水流牵引力对不同坡比河流岸坡的稳定性影响规律。结果表明,理论计算公式与软件模拟的结果基本吻合,误差不超过2.1%。河流中水流牵引力会增大岸坡土体的下滑力矩,降低河流岸坡土体稳定安全系数;当岸坡土体遭受降雨、坡脚土体劣化作用等多因素作用下而处于临界稳定状态时,水流牵引力可能成为滑坡启动的关键因素;在河流岸坡失稳滑动时,水流牵引力将导致滑体向河道方向滑移更远距离,加重滑坡对河流航道安全的危害;坡度越陡,岸坡稳定安全系数受水流牵引力的影响越大。在进行高陡河流岸坡稳定性分析时,水流牵引力是与强降雨、泥石流等因素同样重要且不可忽视的导致岸坡灾变失稳的外部荷载作用。     

基于MODIS遥感数据的水体提取与制图研究

利用可见光和近红外波段的地物光谱反射率差异可以从遥感数据中提取水体。利用归一化植被指数（NDVI）从2个MODIS空间分辨率为250m的遥感数据中提取水体,并进行假彩色合成,实现遥感数据水体制图。     

船舶主机能效模型

根据船、机、桨关系, 以船舶动力装置的能量传递为基础, 基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象, 根据船体与主机参数, 利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装了油耗仪等传感器, 采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据, 并计算了主机的实际能效。针对实船采集数据, 分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型, 计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效, 比较分析了实测数据与仿真结果, 并对模型进行了验证。验证结果表明: 航道水流速度偏度为-0.033, 总体服从正态分布; 船舶实际主机能效与对水航速之间不是一一对应关系, 而是相关系数为0.824的散点分布; 船舶主机能效模型能够精确地表征船舶在航行过程中的主机能效水平及其变化规律, 误差不大于10.5%。     

微颗粒影响螺旋桨噪声及空蚀损伤试验研究

为分析微颗粒对空蚀损伤及噪声的影响,开展不同水质的检测,提出水质的模拟方法,进行不同水质中的振动空蚀噪声试验、旋转圆盘试验以及循环水槽船后螺旋桨噪声的对比试验。结果表明:水中微颗粒含量对空蚀有较大影响,微颗粒含量高,空蚀破坏更严重;微颗粒对螺旋桨无空泡状态的噪声影响较大,可提高螺旋桨噪声的总声级,而对空泡状态下的螺旋桨噪声影响则不大。

     

深水静压下混杂夹芯复合结构形变及强度特性

针对混杂夹芯复合结构的典型结构和承载受力特征,以某水下平台附体结构为背景展开研究.首先,设计试验模型并进行耐压承载特性试验.然后,用Abaqus建立有限元分析模型,将仿真计算与试验结果进行对比,验证仿真分析的有效性,并在此基础上进一步探讨深水静压载荷作用下该结构各主要组成构件的变形及应力分布特征规律.最后,以钢质框架与表层蒙皮相交应力集中区域的细节设计问题为对象,综合评价了2种T型连接设计方案的合理性与可行性.结果显示,芯材弹性模量在4~8 GPa时可以避免蒙皮和芯材出现严重的应力集中,可为该类结构的后续工程设计提供参考.     

船舶能效数据清洗方法研究

船舶能效数据清洗对于建立准确的船舶能效模型,提高船舶能效计算和分析的准确度,指导船舶节能航行具有重要意义.对船舶能效数据的故障特征进行了分析,运用阈值理论、船舶航行关联理论对故障数据进行了识别,运用插值法和灰色关联理论方法对水深、对水航速以及主机油耗数据中的异常数据进行修正,并且根据数据错误特征和数据清洗方法制定了船舶能效数据清洗流程,以内河邮轮"凯娅号"船舶上安装的船舶能效数据采集系统采集到的能效数据为研究对象,对数据清洗结果进行了分析.结果表明,水深数据修正值与实测值平均误差为1.58%,油耗数据、对水航速数据修正值与实测值平均误差为2.8%,1.5%,误差较小,能够满足后续建模以及数据挖掘等工作.     

路面水膜厚度检验评价方法

降雨在道路表面形成的水膜可显著降低轮胎与路面接触部分的摩阻系数,水膜厚度的增加使得车辆易发生水滑等交通事故.为评价道路表面因降雨形成的水膜对行车安全的影响,研究提出一种路面水膜厚度的检验评价方法.以我国海南省降雨量数据为依据,提出了公路几何设计中检验路面水膜厚度的降雨强度取值.从行车安全角度出发,提出了降雨条件下路面水膜厚度的限值标准,以一条高速公路的设计为例,检验了道路几何线形设计对应的路面水膜厚度,对不满足限值的路段给出了优化设计建议.结果表明,公路几何设计中检验路面排水的降雨强度可取高峰小时降雨量50mm/h;检验路面水膜厚度的限值标准可取一般值2.5 mm,极限值4 mm;水流路径长度最大不超过60 m.     

水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力特性

基于多孔介质弹性理论, 运用ABAQUS有限元分析软件对水泥混凝土路面半刚性基层的孔隙水压力进行了数值模拟, 计算了不同外部荷载和路面结构条件下的基层孔隙水压力分布规律。分析结果表明: 在饱水状态下, 基层孔隙水压力随面层厚度、面层模量、基层厚度与基层渗透系数的增大而减小, 随基层模量的增大而增大, 但面层和基层模量对孔隙水压力的影响不显著; 孔隙水压力随交通荷载的增大而呈线性增大, 在荷载相同时, 荷载分布越密集, 对基层孔隙水压力分布的影响越显著, 加载模式只影响孔隙水压力的消散过程; 孔隙水压力随行车速度的增大而增大, 消散过程加快。     

基于层次任务网络的舰载机任务规划

航空母舰舰载机任务规划问题涉及复杂的资源约束、时态约束、操作规范及设备使用限制,且任务间相互耦合,是一类非确定性难（NP-hard）问题。其计算复杂度随问题规模呈指数增长,采用常规数学建模和求解方法很难解决。针对舰载机任务规划问题,考虑任务的层次性特征,以及时间和空间约束导致的资源冲突,设计资源状态更新机制,提出层次任务网络（Hierarchical Task Network,HTN）规划算法。算例分析结果表明,该规划方法可以充分考虑资源与时间约束,快速为多个带有截止期限的飞行任务提供可行的行动方案。