近海层大气湍流对舰船激光通信的影响

近海层大气湍流对舰船激光通信有重要的影响。本文基于Kolmogorov和Rytov大气湍流理论,推导适用于描述强、弱湍流条件下信噪比及误码率的理论模型,结合舰船通信的物理条件进行数值仿真,同时分析在相应湍流强度下大气湍流对不同波长激光通信性能指标的影响,并提出提高通信质量的措施。     

动波壁圆柱流场的数值模拟与减阻机理

利用计算流体力学软件Fluent开展动波壁圆柱绕流的数值计算,建立二维运动波浪壁圆柱模型。在来流速度u=0.005 m/s、雷诺数Re=500的情况下,开展动波壁波动速度c=0,0.005,0.01,0.015,0.02,0.025,0.03,0.04 m/s等8个工况的计算分析,并比较不同波动速度对流场结构、升力、阻力特性的影响。结果表明:动波壁圆柱能有效抑制流动的分离,消除交替脱落的尾涡,减阻效果突出;随着波动速度的增大,平均阻力系数呈明显下降趋势;当波速超过0.025 m/s时,阻力变为负值,即波动圆柱产生一定的推力。     

复杂船舶围壁传热系数取值探讨

采用数值模拟软件对几种复杂船舶围壁进行稳态传热计算,并将计算所得围壁传热系数与相关标准提供的计算值进行对比.结果表明,采用数值方法计算得到的复杂船舶围壁传热系数与相关标准提供的参考值相比差异很大.计算结果也表明：空气层厚度对船舶甲板围壁的传热系数影响较大,而对垂直围壁的传热系数影响较小;隔热材料的导热系数对垂直围壁的传热系数影响较大,而对甲板围壁传热系数的影响较小.相关标准直接笼统地给出了各种类型船舶围壁的传热系数,而对围壁空气层厚度及隔热材料导热系数等未作详细说明,在对围壁传热量进行计算时采用标准推荐的传热系数会出现较大偏差,建议针对具体的船舶围壁,通过数值模拟或实验来获取围壁传热系数.     

平板壁面湍流脉动压力及其波数-频率谱的大涡模拟计算分析研究

壁面湍流脉动压力是重要的流噪声声源,对壁面湍流脉动压力及其波数-频率谱进行数值计算是流声耦合领域的重要课题,开展相应的研究十分必要。文章采用大涡模拟方法（LES）结合动态亚格子涡模型（DSL）与千万量级的精细网格,对平板壁面湍流脉动压力及其波数-频率谱进行了数值计算,并与试验结果进行了对比分析,验证了数值计算方法的可靠性。首先,介绍了大涡模拟的物理内涵与基本方程,给出了所采用亚格子涡模型的表达式。其次,描述了Abraham试验中矩形试验段的几何特征,给出了网格的剖分形式,并给出了相应的离散求解数值方法以及边界条件的设置。再次,探讨了湍流脉动压力变化规律及其相似律,基于Fourier变换计算得到了湍流脉动压力波数-频率谱,并详细讨论了壁面湍流脉动压力及其波数-频率谱计算值与试验值之间的差异,进行了定量与定性的验证分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合良好,计算方法合理可靠,为今后复杂几何模型壁面湍流脉动压力及其波数-频率谱的计算研究工作奠定了基础。最后,基于试验和计算结果,比较分析了常用波数-频率谱理论模型,为波数-频率谱的工程应用提供了参考。     

城市高架桥对颗粒物扩散分布的影响

近年来,随着中国城市化进程的不断加快,城市高架的数量也与日俱增,但高架桥在缓解交通拥堵的同时也给城市道路空气污染扩散分布带来了新的影响。为了探讨这一新问题,采用实地监测和数值模拟相结合的方法,基于计算流体力学原理(CFD)建立RNG k-ε模型及离散相(DPM)模型,分析对称型街道峡谷内高架桥沿线交通颗粒物的扩散机制。研究结果表明：高架桥的存在会影响街道峡谷内的空气流场,导致桥面颗粒物向桥下地面沉积,造成地面颗粒物浓度增大;高架引桥沿线的交通状态对街谷内湍流动能的分布也有较大影响,进而改变了颗粒物的分布状态,通过模拟发现,车辆湍动能VIT的存在使颗粒物平均浓度相比于未考虑VIT时降低了3.77%,并且加重了高架桥的“盖子效应”,使高架桥面高度以下的颗粒物的平均浓度发生变化,迎风侧浓度增长11.46%~16.52%,而背风侧浓度下降2.82%~8.65%,高架桥源颗粒物在垂直方向上更加容易扩散;同时发现,高架引桥各位置处对应的街谷内颗粒物浓度要高于高架桥面高度处的颗粒物浓度。研究成果可为制定城市高架地区的交通污染控制对策提供理论参考。     

地下墙围护结构质量问题的分析和探讨

地下墙是软土层轨交地下车站常用的围护结构,上海轨交地下车站一般采用叠合结构。通过对地下墙接缝渗漏、夹泥露筋、内倾占内衬等影响施工质量因素的分析,提出了具体的防治措施,以求地下车站地下墙的防水质量和结构耐久性更好。     

大跨度黄土隧道施工对明长城沉降影响研究

山西省山平高速公路二道梁隧道地表上方有明代古长城段,挖掘过程必将对古长城安全产生影响。结合该隧道黄土地质工程实际,采用邓肯-张非线性弹性本构关系,运用有限元分析软件MIDAS/GTS模拟三台阶法和双侧壁导坑法施工对明长城的影响,研究结果表明:采用双侧壁导坑施工法能有效地减少明长城沉降;最大沉降量能控制在规范允许范围内,有效保护了省级重点文物（明长城）的安全。     

湿陷性黄土地区城市大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术

在城市地铁软弱围岩中修建大跨隧道,选择一套合理的施工方案和正确的施工方法十分重要。结合西安地铁三号线一期工程TJSG-14标辛家庙—广泰门站区间暗挖隧道工程,介绍湿陷性黄土地区大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工工艺、方法及安全措施,以及在施工过程中应注意的问题,为类似工程提供参考。     

关于圆柱绕流水动力特性的大涡数值模拟研究

基于有限体积法建立描述不可压缩粘性流体三维运动的数学模型,引入浸入边界法的无滑移固定壁边界条件和大涡数值模拟的Smagorinsky．Lilly亚格子模型,针对层流（Re=100）和湍流（Re=3900）状态下的圆柱绕流流场进行数值模拟研究,验证结果表明该方法能较有效模拟非定常圆柱绕流流场的形态。在层流状态下圆柱体下游存在形态清晰的卡门涡街结构且无明显的掺混现象;在Re=3900的湍流状态下圆柱下游的掺混现象显著增强,圆柱下游约1．0D处的脉动强度达到最大值。     

确定空间分布的展向Lorentz力作用下槽道湍流的壁面减阻

文章采用直接数值模拟方法,对具有确定空间分布的展向Lorentz力作用下槽道湍流的壁面减阻效果和减阻机理进行了研究,讨论了电磁力强度A和流向波数kx对湍流流场的展向速度、条带、流向涡、Reynolds应力分布和壁面减阻率的影响.结果表明,湍流固有流场和电磁力诱导流场之间相互调制,存在最优参数A、kx,使得诱导流场主宰壁面边界层,减阻效果最好.