格子Boltzmann方法在串列双圆柱绕流数值模拟中的应用研究

基于格子Boltzmann方法,对二维静止串列双圆柱绕流进行了数值模拟,并将模拟结果与已有研究结果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为精确的边界处理方法。提取了圆柱的升阻力系数,讨论了圆柱间距对圆柱受力情况和尾流特征的影响。数值模拟在雷诺数Re=200条件下进行,对两圆柱中心间距为1.5~4.0D(D为圆柱直径)之间的典型间距进行了数值模拟,获得了圆柱升阻力系数以及尾流中涡和流线的变化,验证了临界间距的存在,模拟结果和已有研究结果符合得较好。     

长首楼型船的波浪诱导弯矩研究

主要研究航行于恶劣海况下,后端壁在船中0.4L范围内的长首楼型船所受的波浪载荷特性。通过对分段龙骨梁船模进行波浪载荷试验测试,结合在时域内基于三维非线性水弹性理论对此船进行数值预报,综合研究长首楼型船所受的波浪载荷特性。研究发现在航速较高、海况较为恶劣时,长首楼型船所受的砰击颤振弯矩显著,甚至在数值上超过了低频波浪弯矩幅值。这对长首楼型船首尾甲板过渡处较弱剖面结构的安全性危胁较大,需要在结构强度评估和设计中给予重视。     

不可压缩液体中自由气核分叉特性研究

空化气泡会引起强烈的声辐射和舰船壳体振动,自由气核振动的跨临界分叉研究对寻求空化气泡的生成机理具有重要意义.通过建立不可压缩液体中自由气核的振动模型,由中心流形定理对该振动模型进行约化,得出中心流形上的跨临界分叉方程,通过该振动模型的分叉研究,提出了产生气泡的新机理,并进行了仿真实验加以验证.仿真结果表明,跨临界分叉是自由气核产生气泡的一条途径.     

深水钢悬链立管工程临界评估关键参数敏感性分析研究

工程临界评估（engineering critical assessment, ECA）的目的是确认缺陷的严重程度,以避免在工程安装和操作阶段因承受极端载荷或疲劳而导致不稳定断裂（和泄漏）。论文针对钢悬链立管工程设计中焊接检验可接受的缺陷开展ECA方法的研究,重点分析ECA方法中关键参数对评估结果的敏感性。针对工程实际中1 500m水深18英寸钢悬链立管,基于敏感性研究结果提出适用于工程设计的ECA参数确定原则和缺陷疲劳扩展曲线使用原则,为深水钢悬链线立管的工程设计提供参考。     

Quik SCAT与ASCAT-A卫星海面风在中国近海风电规划区的差异

利用Quik SCAT(QS)和ASCAT-A(AS)的遥感微波散射计海面风资料,分析中国近海风速的气候分布特征,并比较QS与AS的差异,结果表明：QS和AS的累年平均风速均显示台湾海峡风速最大,巴士海峡、越南南部以东海域次之,长江口以北风速偏小。2008年QS和AS同期运行期间,二者平均风速均小于各自的多年气候值;QS与AS的平均风速差值台湾海峡最大,高达0.5 m/s～1.5 m/s;QS与As交叉风速相关系数达0.95时,3.5 m/s以下的风速区间内AS明显大于QS,10 m/s以上的风速区间内QS明显大于AS;不同风速频率分布,风速在8 m/s以下时,QS风速频率明显小于AS,而9 m/s以上时,QS则明显大于AS。6个重点风电规划区累年风速频率,江苏到闽中海域的风速频率分布趋于正态分布,且2 m/s～8 m/s风速的频率由北向南逐渐减小,11 m/s风速以上频率逐渐增大;阳江和粤东则表现呈双峰分布。2008年,6个重点风电规划区的风速频率,除江苏风电规划区与多年气候分布几乎一致外,浙江、闽北和闽中均呈现明显的双峰分布,粤东和阳江则呈现不规则的多峰分布。     

集中排烟隧道近火源顶板热参数理论预测

由于集中排烟模式能较好地控制上下游烟气的扩散范围,故被广泛应用于长大隧道设计中。文章针对小尺度火灾,建立了集中排烟隧道火源热烟羽受限发展理论模型,与已有火灾实验结果进行对比,完成了理论模型的验证,预测了顶板下方最高烟气温升、偏移距离等热参数。预测结果表明:火灾强度一定时,烟气最大温升随等效风速增加而急剧下降,且火灾强度对烟气温升的影响也较为显著;当等效风速超过1.5 m/s时,最大温升变化趋缓直至恒定;等效风速较小时,羽流未发生明显偏移,随着等效风速进一步增大,偏移距离明显增大,其变化速率随火灾强度的增大而减小。经回归整理得到了顶板下方烟气最大温升、偏移距离的无量纲准则关联式。     

高动应力水平下软粘土动力特性研究及应用

软粘土在受到不同应力水平动荷载作用时动力特性差异较大,在低水平动应力作用下土体强度呈现循环弱化并趋于稳定状态,在高水平动应力作用下土体强度会发生循环破坏,高、低动应力水平的临界值称为临界动应力。目前研究大多针对低水平动应力作用下土体强度循环弱化问题。针对烟台港淤泥质粉质粘土开展了一系列动三轴试验,探究淤泥质粉质粘土的临界动应力变化特性及土体在高水平动应力下的强度变化规律,研究了不同围压、不同固结静偏应力和不同超固结比条件下软粘土的动力特性。通过对动强度试验数据的统计分析,给出了土体临界动应力随固结围压的变化规律,得到了综合考虑循环次数、围压、静偏应力和超固结比的土体动强度模型。依据已有的低水平动应力下循环强度弱化模型和建立的高水平动应力下动强度模型,通过二次开发将其在ABAQUS软件中实现,建立了综合考虑不同动应力水平下土体强度循环弱化和循环破坏的有限元数值模型,并通过实例研究了土体强度循环破坏对地基承载力的影响。     

水下不分散混凝土抗冲刷临界流速和凸起障碍物影响

针对水下不分散混凝土抗冲刷性能,开展室内模型试验,得出8种典型抗分散剂掺量条件下水下不分散混凝土的抗冲刷临界流速。基于OpenFOAM的有限高度圆柱绕流三维数值模拟,分析凸起障碍物对水下不分散混凝土局部冲刷的影响机制。结果表明,增加抗分散剂掺量和减少单位用水量可以提高水下不分散混凝土的抗冲刷性能,HF-III型抗分散剂的效果比UWB-II型抗分散剂的抗冲刷效果好;凸起障碍物周围以及下游易发生局部冲刷;与松散沙床上圆柱周围的冲刷坑相比,水下不分散混凝土的冲刷坑范围较小,深度较浅,且主要位于圆柱的下游。     

如何提高减速顶的构造速度

在中国发展高速重载运输的前提下,通过对比分析几种能够提高车辆牵出速度的特殊功能减速顶,说明双临界速度减速顶是解决和提高列车牵出速度和编组站扩能提效的最好方法之一。     

新型透空式块体促淤堤断面阻力特性试验

针对一种空心四面块体促淤堤断面开展阻力特性的试验研究,并与传统抛石加护面块体促淤堤试验结果进行了对比。结果表明：1)当水流雷诺数较小、可以形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用2段折线表达,折线的拐点基本对应于促淤堤的临界淹没状态,随着水流雷诺数增大,2段折线的斜率逐渐趋同;2)当水流雷诺数较大、无法形成促淤堤的非淹没状态时,在同一水流雷诺数条件下,空心四面块体促淤堤断面阻力系数可以用单一直线表达;3)提出可用于计算空心四面块体促淤堤断面阻力系数的方法,该方法也适应于一般透水堤。