U型激光焊接夹层板极限强度试验研究

激光焊接夹层板因具有优越的力学性能以及众多结构优点在舰船防护结构设计中具有广阔的应用前景。本文以U型激光焊接夹层板为研究对象,设计其激光制造工艺流程,加工得到U型激光焊接夹层板试件;开展夹层板极限强度性能试验,通过试验得到了夹层板横向、纵向弯曲时的极限承载力及相应的变形模式;采用ABAQUS软件模拟试验工况,开展数值仿真研究,通过与试验结果进行比较,验证、完善有限元数值仿真分析技术,研究成果可为夹层板船体结构力学性能分析提供技术支撑。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO_2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO_2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO_2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用Fluent软件,结合雷诺应力模型(RSM)和混合多相流(Mixture)分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

特征正交分解算法在船用电力电子防潮系统中的应用

本文考虑CFD在船用电力电子防潮系统计算CPU时间长和占用大量内存的缺陷,引入特征正交分解(POD)算法,使得原问题维数降低从而减少计算量和计算时间。然后分析POD降维原理,构造基函数并使用Galerkin投影,分析非定常的N-S方程基于POD的差分格式。最后将POD算法应用于船用电力电子防潮系统中并进行了仿真研究。结果表明:维数上降低了E3个数量级,降阶效果非常明显,并且数值模拟证明计算时间是全阶时间的0.93%,POD算法降维得到的POD-Galerkin计算结果和样本结果一致。     

航行中波浪水池的数值动力学研究

利用数值波浪水池进行船舶航行预报,是计算船舶水动力的重要方法。本文首先建立船舶水池的数值控制方程,然后利用网格划分对船舶周围的流场进行划分,最后利用Wigley-III船舶模型计算船舶在规则波中航行时受到纵向、垂向和纵摇力矩的系数,将其与势流理论(3D-BEM)和DUT计算方法相比较。     

岩溶超前探测技术及其对隧道稳定性影响分析

岩溶是山岭隧道施工过程中最常见的地质灾害之一，其极易因不同位置、不同规模的溶洞而影响隧道整体稳定性，导致隧道支护结构开裂、渗漏水等病害。为深入研究岩溶的超前探测技术及其对隧道结构稳定性的影响规律，结合丁家湾隧道的工程实例，全面分析其工程特性，利用地质雷达对掌子面前方溶洞情况进行精准探测，并利用数值模拟手段对不同工况下溶洞对隧道整体应力分布情况的影响进行研究。研究成果为岩溶隧道灾害处治提供了技术支撑。     

频繁爆破下隧道内振动传播的数值研究

为揭示频繁爆破下隧道内振动传播衰减规律,文章以蒙华铁路段家坪隧道为工程背景,利用LS-DY NA建立了三维隧道模型,模拟分析了多次爆破下隧道内近区和中远区的振动传播规律。结果表明,质点垂向峰值振速随距离和爆破次数的增大而减小,少数振速有增大的现象;近区振动衰减较快,中远区振动衰减比近区缓慢;中远区a值比近区至少小12.5%,但整体上二者的a值随爆破作用次数的增加呈缓慢上升趋势;系数K随爆破作用次数的增加而降低,近区K值降低速率普遍大于中远区,且近区K值比中远区至少大29.1%;频繁爆破下,中远区比近区较符合萨道夫斯基经验公式。     

一种多功能单跨梁振动实验系统

为研究梁的振动问题,开发了一种多功能单跨梁振动实验系统。该振动实验系统主要由底座、支座、激振器、位移传感器、力传感器和数据采集处理系统6部分组成。通过更换支座可以实现简支梁、悬臂梁、一端固定一端铰支、两端固定梁等多种形式梁实验,并且可以通过更改激振器位置,实现不同位置加载。测得了几种典型正弦激励荷载作用下梁振动时程曲线和3根悬臂梁的固有频率,并与有限元数值模拟值进行比对。结果表明:梁的振幅和固有频率实验值与有限元数值模拟值吻合较好,具有较高的精度。该振动实验系统可用于土木工程中梁振动、模态分析等课程的实践教学,也可用于梁振动基础理论的研究。通过一定的设置,也可以实现随机振动实验。     

山区沿溪公路路基稳定性数值分析与注浆加固研究

在分析沿溪浸水路基失稳机理的基础上,采用FLAC3D建立流固耦合数值分析模型,研究了水位快速下降对路基稳定性的影响,并讨论了注浆加固的作用机理和注浆参数的影响。研究表明,水位快速下降会使路基挡土墙总侧向压力增加,路基安全系降低;注浆加固不会改变路基的应力应变状态,但可以提高路基的安全系数,且路基安全系数随加固范围的增加而增大,随注浆结石体强度的提高而增大;路基注浆加固存在一个合理的加固范围和强度提高倍数。