“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。     

多无人水面船分布式自适应协调跟踪控制

针对多无人水面船(Unmanned Surface Vessel, USV)协调轨迹跟踪控制问题,基于仅邻近USV可以通信的无向连通通信拓扑,提出分布式自适应协调跟踪控制。使用领航者跟随协调策略,引入虚拟领航者,考虑仅虚拟领航者已知期望轨迹和目标速度的情况,通过获取邻居的实时位置和速度信息,计算每艘USV在团队中的实时期望位置和速度,从而定义聚合跟踪误差。基于聚合跟踪误差建立轨迹跟踪误差系统数学模型,使用自适应项补偿外界环境干扰,提出分布式自适应协调跟踪控制算法。基于Lyapunov稳定性理论,论证聚合跟踪误差收敛,进而得到跟随者相对于期望位置的跟踪误差、速度误差均有界并渐进收敛到零,最后仿真验证理论结果。     

长江中游大马洲水道河床演变特性及趋势预测

以长江中游窑监河段大马洲水道为研究对象,在水流泥沙、河道地形等实测数据研究的基础上,分析其河床演变基本特征。探讨荆江一期整治工程实施后的河床演变情况,同时结合物理模型成果对荆江二期整治工程实施后该河段的发展趋势进行预测,得出如下结论:整治工程实施后大马洲水道进口右侧丙寅洲边滩渐趋完整,大马洲进口上深槽右摆趋势将得到有效遏制,河势得到有效控制。     

波浪作用下双排圆筒结构受力特性

依托阿尔及利亚矿石码头项目,提出一种新型的双排圆筒结构,采用Abaqus有限元分析软件对其波峰作用下的结构拟静力非线性响应进行数值分析。对于两排圆筒间采用简支板连接及采用混凝土厚板连接的两种方案,后者更可以保持变形的协调性,基顶应力的最大值也更小,且连接板的强度要求不难满足,但其造价较高。简支板方案中,对于连接板缝里填充柔性材料与不填充柔性材料两种情况,前者的填料土压呈现上大下小的线性分布,后者则相反,且连接板传递的荷载会占较大的比例,基顶应力也更大。     

船载挖机水下自动化基床整平技术

为满足长江南京以下12.5 m深水航道二期工程仪征水道整治工程基床整平进度需要,结合现场工况条件,开发了新型的船载挖机水下自动化基床整平系统。该整平系统采用了大型驳船搭载自动化整平挖机以及辅助抛石溜筒,其整平设备建造周期短、投入少、费用低,且具备深水整平的能力,工艺安全可靠,施工工效快,基床整平质量可达规范±5 cm的要求。     

洋山四期自动化码头堆场轨道槽施工技术

针对洋山四期自动化码头堆场新型布置形式和U型槽道砟轨道基础,提出轨道槽二次施工技术,并通过数值模拟对其结构安全性进行分析。结果表明:在设计轨道荷载下,轨道槽二次接高界面处竖向应力在±0.4 MPa内,可保证轨道结构安全性;轨道槽二次接高施工拓宽了施工通道,显著提高了施工机械效率,并保证施工质量;轨道槽均存在不均匀沉降问题,最大累计沉降量达到179 mm,相同轨道不同测点沉降差可达100 mm。本文提出的轨道槽二次接高技术,不仅解决了自动化码头堆场施工通道问题,而且还解决了施工期轨道槽沉降问题。     

基于轮胎-颗粒流动力学模型的避险车道参数匹配方案研究

为了优化山区公路避险车道参数设计方案,基于离散元基本理论与方法,建立轮胎与避险车道集料颗粒流模型。利用自主研发的轮胎性能测试系统对货车轮胎垂直特性进行了室内台架试验研究,通过检测不同输入条件下的响应,标定了轮胎颗粒流模型细观参数。采用漏斗法测量了避险车道集料休止角,结合离散元颗粒流仿真方法,对集料颗粒流模型表面摩擦因数进行了标定。基于所建立的轮胎与避险车道的集料颗粒流模型,仿真分析了轮胎在避险车道中的行驶过程,模拟了车辆在运行过程中的行驶距离、行驶速度与轮胎转速的变化趋势。在甘肃S308省道K209+400处避险车道进行了实车道路试验,试验结果验证了该仿真方法的正确性。通过所建立的轮胎-颗粒流模型对比分析了不同铺设厚度,不同集料大小下的仿真结果。综合考虑减速效果和施工成本,确立了避险车道铺设厚度、铺设长度、颗粒材料等设计技术参数。研究结果表明：离散元法能够很好地模拟车辆在避险车道中的行驶过程;考虑到颗粒固结等因素,建议避险车道铺设厚度不小于0.8 m;针对行驶速度大于90 km·h^-1的载货汽车,避险车道设计长度建议大于130 m;避险车道集料方面,建议选用粒径为1~3 cm且圆度较高的砾石作为路床材料。     

长江下游高港边滩演变趋势及其对深水航道的影响

随着长江南京以下12. 5 m深水航道落成洲和鳗鱼沙两个浅滩治理工程的实施,高港浅区段的外部条件发生变化。通过河床演变分析和数值模拟等方法预测10年末高港河段的航道通航条件,分析高港边滩演变趋势及对深水航道通航的影响。研究结果表明:未来扬中河段的河势基本稳定,高港边滩不会大幅度淤涨,也不易冲刷消失;高港边滩段中上段的航道条件能满足深水航道通航条件,高港边滩下段存在轻微碍航情况。     

闽江水口至淮安段航道整治工程设计研究

通过对水口～淮安段实测资料和动床模型试验成果的分析,探讨该河段河床演变特征,提出该河段整治原则和合理的整治方案。     

船舶航行的数值模拟

应用数学模型研究船舶在航道中的航行条件 ,可以经济、快速了解水利工程兴建后 ,其对船舶航行的影响 .介绍了船舶航行数学模拟的方法、方程等 .并将其用于某河段的航迹线模拟 ,得到了较好的结果