基于ALE、CEL法的管土垂向相互作用数值模拟对比分析

深海管道在自身重量、水压以及铺设的作用下会嵌入到海床的一定深度处,其中管土垂向相互作用会对管道在海底的在位稳性造成影响,选择合适的数值计算方法来处理地基土壤网格有重要意义.文中基于Lagrangian、ALE、CEL法开展了管土相互作用的数值模拟对比分析,得到管道下沉位移—抗力载荷关系曲线,与现有理论研究成果进行了对比.研究了网格尺寸大小、管道贯入速度及管道与土壤接触表面的不同粗糙度等因素对管土相互作用模拟方法的影响,通过ALE、CEL法对无量纲化参数E_u/S_u、土壤容重γ′进行了参数敏感性分析.分析结果表明:ALE、CEL法均较Lagrangian法具有更高的准确性.其中ALE法更适合接触面粗糙的情况,CEL法更适合接触面光滑的情况,并且判断出网格尺寸敏感性和贯入速度影响程度的临界点通常出现在10%～20%管径深处;当E_u/S_u的取值在400～1 000,参数对荷载位移关系几乎没有影响;当管道的贯入深度为10%管径,是判断土壤容重参数敏感性的临界位移.     

高速列车过站对站台屏蔽门表面气压荷载的影响研究

针对高速列车不停车过站引发的列车风对站台屏蔽门表面风压荷载的影响,采用滑移网格技术对高速列车过站进行数值模拟。利用正交试验方法,揭示各因素对站台屏蔽门风压荷载影响的主次顺序及规律。结果表明：随着列车过站速度的提高,站台屏蔽门表面的正、负风压值均呈增大趋势,且最大风压与过站速度呈正相关;随着站台屏蔽门距离的增大,站台屏蔽门表面的正、负压值均呈减小趋势,且最大风压与站台屏蔽门距离呈负相关;随着雨棚高度的增大,站台屏蔽门表面的正、负压值均无明显变化。站台屏蔽门距离对站台屏蔽门表面风荷载的影响最大,雨棚高度的影响最小。试验数据方差分析与极差分析结果一致,该研究结果可为站台屏蔽门设置提供理论参考。     

溃坝问题的数值仿真和实验

In this paper, two novel numerical computation methods are introduced which have been recently developed at Research Institute for Applied Mechanics ( RIAM ), Kyushu University, for strongly nonlinear wave-body interaction problems, such as ship motions in rough seas and resulting green-water impact on deck. The first method is the CIP-based Cartesian grid method, in which the free surface flow is treated as a multi-phase flow which is solved using a Cartesian grid. The second method is the MPS method, which is a so-called particle method and hence no grid is used. The features and calculation procedures of these numerical methods are described. One validation computation against a newly conducted experiment on a dam break problem, which is also described in this paper, is presented.     

超大型矿砂船典型节点优化设计研究

以两条超大型矿砂船为例,采用节点细化有限元分析方法,对一系列高应力区域进行研究。以双层底局部短纵桁与内底/外底纵骨连接处、槽型横舱壁与纵舱壁相交处、边舱平面横舱壁水平桁趾部等位置为例,对应力集中节点的结构优化方案进行了比较计算,得到的结论对这些区域的节点设计具有一定指导意义。     

基于粒子法的液舱共振晃荡现象研究

使用一种新的无网格粒子法——移动粒子半隐式法研究了液舱的共振晃荡现象.该方法使用粒子邻居间的关系构建模型以离散控制方程中的微分项,使用粒子数密度概念来保持流体的不可压缩性和识别自由表面.文中模拟了液箱横摇以及液箱多自由度激励下混合晃荡两组实例,验证了该粒子法在自由表面流动模拟中的优越性.     

论GIS在海事执法中的应用

文章介绍了当前GIS技术在海事执法中的应用,从技术发展和管理学两个角度,论述了网格GIS理论对海事执法模式变革可能产生的影响。     

温州港深水航道三维潮流数值模拟

根据实测资料对温州港大小门岛港区深水航道海区的三维潮流特征进行了分析.针对工程海区岸线不规则、地形复杂、岛屿众多、存在动边界等特点,使用垂向σ坐标变换技术,建立了基于不规则三角形网格的三维潮流数学模型,提出了三角形网格三维潮流数学模型处理动边界的方法.使用现场资料对模型进行了验证,潮位、不同水层的流速和流向均与实测资料吻合良好.在模型验证的基础上,对温州港深水航道工程实施后的三维流场进行了模拟,对表、中、底层流速流向的变化进行了分析,时航道表层最大横流进行了计算.建立的三维模型非常适合于复杂河口海岸地区的三维潮流场模拟.     

并行计算求解运动船体上的甲板上浪问题

甲板上浪是危害海洋浮式结构物的重要因素.文章采用模型试验方法对一艘FPSO的甲板上浪现象进行了考察.结合模型试验的结果,采用大规模并行计算技术成功再现了甲板上浪这一非线性极强的物理现象,有效地克服了计算时间的限制.数值模拟中对与上浪密切相关的物理参数如水体流动,船体的运动,冲击载荷进行了记录.为了保证数值模拟的精确性,文中开展了网格试验和时间步长试验,得到了适合甲板上浪模拟的网格划分方案和时间步长.由数值模拟得到的上浪细节相当详尽,如由VOF方法进行液面捕捉得到的波浪沿船艏爬升、变形、最后冲击船艏结构物破碎的过程与试验相比很为接近.计算实践表明采用大规模并行计算是解决上浪等非线性问题的町靠的、高效的途径.     

杂波下变结构概率数据关联算法

针对杂波情况下的舰艇防空作战中对单机动目标跟踪问题,提出了一种变结构数据关联算法.通过自适应网格算法实现对多种运动模式的机动目标进行自适应跟踪,用概率数据关联算法对杂波下目标进行状态估计,将变结构算法的自适应能力和概率数据关联的杂波跟踪能力相结合.通过模拟跟踪典型反舰导弹机动轨迹,将该算法与标准IMMPDA算法相比较.仿真结果表明,该算法具有较高的关联精度和更短的跟踪时间,对于提升舰艇防空效能和增强生命力有着积极意义.