一种崭新的船舶运行原理

这是一项原理性的发明,已获得22个国家的发明专利.该发明提出一种特别的船体浸湿面外形布局,可在不改变原推进系统及其推进功率的情况下,大大提高船艇的性能:船艇前进时激起水动推进力、附加水动升力和相应的水动力矩,从而大幅度提高航速和航向、横向、纵向的安全稳定性;转弯时激起水动助回转力矩和抗船体横向向心倾覆力矩,使船艇可以很小的回转半径和横向倾侧,安全迅速地完成回转;迎浪前进时激起水动反冲击力、附加水动升力和相应的水动力矩,可以抗颠簸失速、纵摇拍击和横摇摆动,使船艇平稳高速地前进,平稳安全地完成回转.应用该原理建造的小型船艇的实航试验证明了其确实具有上述性能.     

地效翼船自控参数的优化研究

介绍了基于地效翼船空间运动方程的自控参数优化方法.首先建立了带有自控参数的地效翼船空间运动方程;再以MATLAB为工作平台,利用其非线性多目标函数fmincon(),建立优化系统的数学模型;最后采用MATLAB/GUIDE编制了自控参数优化程序,对地效翼船自控参数进行了优化计算.结果表明:通过地效翼船自控参数的优化计算,可以达到规定的运动性能指标,不必单纯依靠气动设计来解决地效翼船的运动稳定性和操纵性问题.     

基于锚杆监测的单滑动面边坡动态预警分析及安全分级

为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用,基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律,开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先,对于锚杆监测单滑动面边坡,待加固锚杆及监测锚杆施工完,锚杆灌浆体强度已稳定,将短时间内应力调整及变形发展稳定后的边坡状态定义为边坡初始监测状态。接着,考虑滑动面的抗剪强度参数、滑动面上水压力和地震的不利演变,开展平面应变数值模拟预演分析,获得相对于边坡初始监测状态的监测锚杆轴力增量和序列。再相对于边坡初始监测状态,采用边坡极限平衡稳定分析法分别获得不利演变导致的边坡滑动力增量和抗滑力减少量,从而拟合二者与监测锚杆轴力增量和的函数,并建立边坡动态稳定系数与监测锚杆轴力和的计算公式。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）等关于边坡安全等级和预警的规定,将锚杆监测边坡预警等级划分为：蓝色无警、黄色预警、橙色预警和红色预警。最后,设计了锚杆监测单滑动面边坡算例及2个不利演变独立工况,阐述了采用该方法进行边坡动态预警分析及安全分级的流程。结果表明：针对类似边坡,先结合已有相关资料合理预判边坡影响因素的不利演变规律,再采用该方法进行分析,可达到良好的预警效果。     

大型客车横向稳定性仿真分析

为了给营运客车横向稳定状态监测提供理论依据,针对极限工况下状态参数的临界值仿真结果,进行了营运客车稳定区域边界条件的研究。基于非线性三自由度车辆模型建立了基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的状态参数估计器,对营运客车的质心侧偏角和横摆角速度进行实时估计,并利用Trucksim验证估计值具有较好的一致性和状态跟随能力。基于MATLAB/Simulink建立非线性七自由度车辆模型,分析不同行驶状态参数对质心侧偏角-质心侧偏角速度（β-β）相平面稳定区域边界的影响,基于仿真数据确定了以车速、前轮转角和路面附着系数为变量的稳定区域边界条件,结合状态估计模型获得以β-β决定的控制变量。在Trucksim中进行连续正弦方向盘转角输入标准稳定性试验,通过分析营运客车行驶过程中控制变量的曲线变化趋势是否超出稳定区域边界确定车辆的运行状态。结果表明：营运客车以60 km·h^-1车速、小方向盘转角行驶在低附着系数（μ=0.3）路面和高附着系数（μ=0.85）路面时,横摆角速度对驾驶人的意图（方形盘转角曲线趋势）有很好的跟随能力,具有较小的延迟响应,车辆处于稳定状态,此时控制变量曲线一直处于稳定区域内;当相同工况下以大方向盘转角输入时,横摆角速度已经不能很好地跟随驾驶人意图,且低附着系数路面下,在3.5 s左右时方向盘转角已经回正,但横摆角速度仍位于最大值,具有较大的延迟,营运客车发生急转侧滑;高附着系数路面下第2.5 s和第6.2 s左右车辆发生严重偏移,车辆处于失稳状态,而对应时刻的控制变量曲线部分超出稳定边界,验证了营运客车横向稳定状态判据的准确性。     

郑万高速铁路小三峡隧道选线分析

铁路选线应结合地形地貌、不良地质、工程条件、工程造价、施工及运营风险等"全寿命周期"进行综合比较.本文在充分吸取复杂艰险山区减灾选线经验的基础上,以郑万高速铁路最长、最复杂的小三峡隧道为工程背景,开展隧道穿齐耀山背斜岩溶地质发育地段的选线研究,并创新提出"三维地质选线"方法,即隧道平面选线、隧道纵断面选线和隧道横断面选...     

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

北京地铁指挥控制中心优化方案研究

针对北京城市轨道交通线路的现状,阐述多条线路分设控制中心的不利之处;提出为便于各线路的统一指挥,在1、2号线设备改造工程中,将已开通运营的1号线、2号线、13号线、八通线的控制中心进行物理集中,并对集中后的主要问题进行研究。     

载人潜水器潜浮运动的模拟

为了预报中国正在研发的深海载人潜水器的潜浮性能,三自由度的动力学模型被用于仿真它在垂直面内的潜浮运动.作用于潜水器上的水动力系攻角的非线性函数,可用拖曳水池试验加以测定.利用这些试验值,GRNN神经网络方法可以辨识出大攻角范围内的水动力函数.本文通过数值计算结果揭示了其实际的应用.     

道路不平致车身俯仰运动对气动升力影响研究

为了探究路面不平产生的车身俯仰运动对气动升力的影响,结合汽车动力学参数与路面参数,得到不同路面空间频率下的车身俯仰运动规律,并利用重叠网格技术实现了车身绕质心的正弦俯仰运动,通过对比风洞试验数据验证了湍流模型的准确性。通过车身表面压力、车身周围流场结构分析了车身俯仰时的气动升力变化规律。结果表明,同一俯仰角下,车尾下摆时产生的气动升力数值大于车尾上摆;车尾下摆时,由于前轮腔的“吸力”效应,车底气流速度降低;车尾上摆时,由于前轮腔的“排斥”效应,车底气流速度增大。     

驾驶模拟器运动系统对跟驰行为平稳性影响分析

跟驰过程中跟驰车速、跟车间距的波动性表征了驾驶员跟驰行为平稳性.利用8自由度高逼真驾驶模拟器,通过开启关闭运动系统构建动静态模拟器,分析运动系统对不同跟驰状态下驾驶员跟驰行为平稳性的影响.动态模拟器相对于静态模拟器对比结果表明:加速跟驰状态下,跟驰车速、跟车间距平稳性分别提高了12.5%和27.4%;减速跟驰状态下,跟驰车速、跟车间距平稳性分别提高了27.4%和22.9%;稳定跟驰状态下,在跟驰车速为10 km/h、40 km/h和80 km/h时,跟驰车速平稳性分别提高了30.7%、22.2%和17.6%,跟车间距平稳性分别提高了23.6%、37.9%和17.0%.显著性检验结果表明:在跟驰车速为40 km/h的稳定跟驰状态下,跟驰车速和跟车间距在动静态模拟下的平稳性存在显著差异;加速跟驰状态下,动静态模拟器下驾驶员跟车间距平稳性存在显著性差异;减速跟驰状态下,动静态模拟器下驾驶员跟驰车速平稳性存在显著性差异.研究成果为开展驾驶模拟实验的动静态模拟器的选择提供了参考.