大跨度山区桥梁风特性数值模拟及试验研究

以在建的贵州瓮马铁路北延伸线工程湘江特大桥为例,研究山区峡谷复杂地形下桥位处的风特性并指导桥梁抗风设计。采用逆向工程软件Imageware,使用曲面拟合的方式将高程数据转换成桥位附近直径8 km的地形曲面用于数值模拟和风洞试验分析。为解决模型边界的“人为峭壁”问题,通过采用改进的边界过渡段来减小地形模型中“人为峭壁”对山区桥位处风特性的影响。基于CFD数值模拟,通过改变速度入口边界位置来实现8种不同来流风偏角,研究桥轴线方向和风剖面监测点位置处的风特性。对有过渡段和无过渡段的地形模型开展风洞试验,研究横桥向风速、风剖面、风攻角以及桥梁总长1/4跨、1/2跨、3/4跨风剖面等风特性参数。研究结果表明：1)根据抗风规范确定的主梁设计基准风速较CFD方法确定的结果偏小;2)主梁高度处横桥向风速与来流入口基本风速相比,数值模拟和模型试验结果增幅分别为28%和10%;3)采用最优过渡段可使来流风速降低程度较无过渡段时小且风速保持较好;4)无过渡段时,“人工悬崖”会降低主梁高度处的横桥向风速。大跨度山区峡谷桥梁风特性数值模拟及试验研究得到了一些重要参数和变化规律,研究成果可为类似桥梁的设计研究提供...     

玉磨铁路早龄期混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

处于硫酸盐侵蚀环境中服役的铁路混凝土结构,混凝土内部因膨胀性物质生成导致内部开裂。实际施工混凝土养护龄期往往达不到28 d要求,早龄期阶段混凝土水泥水化不充分、内部孔隙较多,更易受到硫酸盐侵蚀,影响结构的耐久性。为探究现浇铁路混凝土结构在干湿循环和硫酸盐双重作用下的耐久性能,进行了宏观强度试验和微观SEM试验,建立硫酸盐环境下早龄期混凝土微观结构与宏观性能之间的联系。以玉磨铁路C35和C50配合比配制的试件作为研究对象,标准养护3 d和7 d后进行30,60,90,120,150,200,250和300次硫酸盐干湿循环侵蚀试验,通过比较混凝土抗压强度、抗压强度耐蚀系数、相对质量变化和微观结构,探究早龄期混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。研究结果表明：对于不同强度等级及养护时间的混凝土,钙矾石在其中起填充作用的时间长短不同,填充作用在C35混凝土中比在C50混凝土中长30个循环;养护时间越短,混凝土受侵蚀前期抗压强度及质量增加越多,但侵蚀后期劣化越严重,300次干湿循环后C50-3 d,C50-7 d,C35-3 d和C35-7 d抗压强度耐蚀系数分别为0.80,0.85,0.74和0.77;电...     

利用激光3 D成像技术对特殊道路边界探测方法研究

利用激光雷达传感器获得的三维距离信息,依据了道路边界的结构特点,分别采用了CS中值滤波和形态学滤波进行去噪,并利用距离图像中目标与周围环境梯度差异性,将目标从背景中分割出来。同时,利用定位的结果和三维距离信息,获取了目标的高度信息,以及与本车的纵向和横向位置信息,为安全避障提供了依据。通过实验验证,该方法具有较强的鲁棒性和较高的探测准确性。     

基于CLSVOF-IB方法海洋管道流固耦合特性研究

本文利用CLSVOF-IB方法研究海洋管道所受的流体作用力及其涡激振动特性,其中CLSVOF(Coupled Level-Set and VOF)方法用来模拟海洋自由波面,浸入边界（immersed boundary, IB）方法用于模拟海洋管道与流体之间的相互作用力。计算结果表明,CLSVOF-IB方法能够准确分析海洋立管的流固耦合特性,可通过选择合适的管道直径和来流速度来解决管道的流致振动问题。此外通过改变流体傅汝德数（Fr数）,结果还表明该数值方法能较好捕捉海洋管道与海洋自由波面的相互作用过程。     

基于完全非线性边界元方法的楔形液舱入水问题研究

基于不可压缩势流理论研究二维楔形液舱入水问题。采用液舱内部载有等质量水与冰对比方法,研究液舱在入水过程中内部流体运动对液舱运动的影响。采用时域内的边界元法研究此问题,建立2个独立的边界元计算域,第一个是模拟液舱内部流体的内部计算域,另外一个是模拟外部开敞流体的计算域。前者在物理坐标系下求解,后者在拉伸坐标系下求解。采用辅助函数方法求解附加质量和水动力,并建立内部流体载荷、外部流体载荷和液舱壳之间的耦合运动方程,研究三者之间的相互影响。     

干湿循环作用下受荷炭质页岩损伤特性与能量特征研究

为了研究干湿循环对岩石损伤特性与能量耗散的影响,在RMT-150C岩石力学试验系统上对不同干湿循环炭质页岩进行单轴压缩试验。研究结果表明：干湿循环次数的增加能有效促进岩样内部裂纹萌生与扩展,使得破坏阶段能够延伸到更高水平,从而降低了炭质页岩单轴抗压强度和弹性模量。单轴压缩下炭质页岩耗散能演化规律可分为平静期-稳定发展期-加速期-爆发期4个阶段;峰值U、U^e、U^d随干湿循环次数增加呈指数减小,炭质页岩的储能极限逐渐降低。炭质页岩能量损伤演化机制很好地反映了岩石内部裂纹发育、扩展、贯通至破坏的渐进破坏过程。研究结果可为水-岩作用下岩土工程稳定性分析提供参考。     

边界适应曲线网格在天文潮、风暴潮数值模拟中的应用

采用曲线坐标系下的准三维近岸流波流耦合数值模型,采用边界适应曲线计算网格和两层嵌套方法,设计一套简单实用的天文潮预报系统,并引入风场以及考虑天文潮和风暴潮之间非线性作用的开边界水位,对2003年渤海发生的一次温带风暴潮进行模拟,计算结果与实测潮位吻合较好。     

摩托车噪声源的识别与控制

通过声强测试技术和加速噪声的模拟试验对摩托车的主要噪声源进行了识别研究,结果表明进、排气噪声是摩托车的主要噪声源,并初步确定了进、排气噪声对整车加速噪声的贡献量。利用边界元计算(BEM)技术对空气滤清器和排气消声器的声学性能进行仿真分析和改进设计。新设计的空气滤清器和排气消声器对整车的通过噪声有2.7dB的降噪效果。     

地表模型上的最短路径算法研究

提出了一种基于空间三角网格的地表模型上的最短路径算法。该算法利用离散点的空间信息计算得到起点So到周围邻接点的最短距离,然后用逐步向外层边界扩展的方法扩大起点的邻接点范围,直到起点的邻接点中包含终点to。此过程可求得So到to的最短路径上的关键点,然后求取无原始边连接的2个关键点之间的精确路径点。     

考虑半透水边界的砂井地基粘弹性固结研究

本文研究了实际工程中由于砂垫层排水不良而具有半透水边界的砂井地基粘弹性固结问题 ,给出了相应的解析解 ,并根据该解 ,通过编程计算 ,探讨了半透水边界及土的粘弹性参数对固结过程的影响。研究表明 ,砂垫层透水性对砂井地基固结过程有较大影响 ,且与井阻等参数有关。当表征砂垫层透水性能的综合参数 R大到一定程度时 ,可将砂垫层视为完全透水边界处理