高墩大跨连续刚构桥最大悬臂阶段风致响应及其对施工人员的影响

以某高墩大跨连续刚构桥为工程背景进行了空间有限元分析,采用静力分析方法,分别计算了阵风作用下最大双悬臂施工状态下高墩桥梁和跨度相近的低墩桥梁的结构内力,并探讨了其墩底内力特点;采用时域分析方法,计算了桥梁最大双悬臂施工状态下结构的抖振响应,通过进行舒适度分析,讨论了桥梁抖振响应对施工人员安全的影响。研究结果表明:高墩刚构桥墩底的横桥向弯矩由主梁上风荷载对称加载方式决定,而低墩刚构桥则由非对称方式决定;最大双悬臂状态在抖振作用下的Diekemann舒适度指标值很小,对施工人员的工作影响不大。     

基于数值模拟的某油船快速性虚拟试验

以某油船为研究对象,采用数值模拟技术对其开展快速性虚拟试验研究。依据船舶快速性数值计算经验,选取合适的网格划分策略、物理模型和边界条件等关键计算参数,分别对该油船的静水阻力性能、螺旋桨敞水性能和自航性能进行数值模拟计算,并对计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)计算结果进行分析,得到该船在自航状态下的推进性能。通过将该船的快速性虚拟试验结果与模型试验结果相对比可知,二者总体上符合性较好,计算精度能满足工程应用的要求。研究成果可供船舶设计与优化和船模试验结果分析参考。     

紧邻围护结构超小净距盾构施工数值分析

为研究紧邻围护结构超小净距盾构施工过程对围岩及结构的影响,以深圳市地铁14号线的宝荷站—宝龙站区间段工程为研究背景,分析在紧邻围护结构超小净距盾构施工过程中盾构-围岩-围护结构相互作用体系的受力和地表沉降规律。采用Midas GTS有限元软件对该工程盾构施工的全过程进行数值动态仿真,得到该工程盾构掘进过程中盾构-围岩-围护结构相互作用体系的变形及受力规律,并将数值模拟结果与监测结果进行对比,验证了数值模拟的准确性;在此基础上分析了土仓压力、同步注浆压力、刀盘扭矩等参数对土层及既有结构稳定性的影响,给出了施工参数建议值。研究结果表明：若依照参数建议值进行施工,产生的地表沉降等参数均在容许范围内。该研究可为类似工程提供参考。。     

悬浮隧道整体冲击响应模拟方法及试验验证

为研究水下悬浮隧道管体在冲击荷载下的整体动力响应,提出对应的简化模拟方法,在有限元软件ABAQUS中结合自定义幅值（UAMP）子程序进行了冲击荷载作用下考虑流体作用的悬浮隧道整体响应分析。基于Morison方程,将流体作用分为非线性阻力和附加质量力。首先,以分段线荷载的形式表示流体阻力沿管体纵向的不均匀分布。在UAMP子程序中采用FORTRAN语言编写与管体运动速度相关的流体阻力幅值计算程序。通过在ABAQUS与UAMP子程序之间管体运动速度和流体阻力幅值的交互传递,实现了荷载大小同时随时间和空间变化的非线性流体阻力加载。其次,考虑与管体加速度相关的流体附加质量力,其幅值在ABAQUS中通过定义浸没式截面自动计算。最后,进行悬浮隧道整体模型冲击试验,采用提出的模拟方法对试验典型工况进行分析,并将计算结果与试验实测值进行对比。结果表明：提出的建模方法能较好反映悬浮隧道结构动力特性;随着冲击强度的增大,冲击点处管体最大位移和加速度增大,且峰值均出现在第1个运动周期内;采用简化模拟方法分析所得的管体位移和加速度响应与试验结果基本一致;该模拟方法的计算精度与流体阻力分段线荷载的分段长度有关,当分段长度小于管体总长的1/20时,分析结果趋于稳定。因此,基于UAMP子程序的流体作用的简化数值模拟方法能较好地用于悬浮隧道整体冲击响应分析,误差在工程允许范围内。     

兰州某跨铁路桥钢桁梁顶推施工方案及 受力特性分析

顶推施工技术作为大跨度钢桁梁施工中非常重要的一项施工技术,其不仅能够有效的缩短工期,而且在不影响既有线路正常运营。依托兰州市北滨河西延段工程大跨度钢桁梁顶推施工项目,从施工方法、措施、技术、安全、质量保证上对顶推施工过程进行全面分析,制定具体施工方案,对顶推过程中钢桁梁的受力特性进行数值计算与分析,以确保施工过程安全可控。通过研究大跨度钢桁梁顶推施工技术与工艺流程要点,优化了施工过程中结构的受力状态,并节约工程造价,可为同类工程建设管理和施工组织提供参考。     

布袋除尘罐中灰渣吹喷过程的流态分析

采用COMSOL Multiphysics软件中的单相流模块对气体在布袋除尘罐的布袋管中的流动进行了数值模拟。研究了无喷嘴、有喷嘴和喷嘴-文丘里三种布袋管喷吹方式下高压气体在布袋管内的流动特征和速度场分布。结果表明,采用喷嘴直喷所需的高压气体总量约为无喷嘴时的1/9,且穿越布袋管时的气体流速仅降低一半。但是,射入的高压高速气流会由于卷吸效应而难以对布袋管入口0～400 mm段的灰渣进行喷吹。布袋管入口处设置文丘里并不能削弱高速射流在布袋管入口段所带来的卷吸效应,还会降低吹喷时进入布袋管内的空气总量。因此,在实际生产实践中应注意撤销布袋管文丘里结构,增大喷嘴与布袋管入口处的距离或者增大高压喷嘴出口管径来改善喷嘴对布袋管入口段的喷吹效果。     

A second order volume of fluid （VOF） scheme for numerical simulation of 2-D breaking waves

Among all environmental forces acting on ocean structures and marine vessels, those resulting from wave impacts are likely to yield the highest loads. Being highly nonlinear, transient and complex, a theoretical analysis of their impact would be impossible without numerical simulations. In this paper, a pressure-split two-stage numerical algorithm is proposed based on Volume Of Fluid (VOF) methodology. The algorithm is characterized by introduction of two pressures at each half and full cycle time step, and thus it is a second-order accurate algorithm in time. A simplified second-order Godunov-type solver is used for the continuity equations. The method is applied to simulation of breaking waves in a 2-D water tank, and a qualitative comparison with experimental photo observations is made. Quite consistent results are observed between simulations and experiments. Commercially available software and Boundary Integral Method (BIM) have also been used to simulate the same problem. The results from present code and BIM are in good agreement with respect to breaking location and timing, while the results obtained from the commercial software which is only first-order accurate in time has clearly showed a temporal and spatial lag, verifying the need to use a higher order numerical scheme.     

深海油气夹层管稳态温度场分析

深海环境温度较低,高温含蜡原油会发生降温析蜡,导致堵塞管道,应增强管道的保温效果。夹层管复合结构具有较好承压能力和保温性能。文中利用FLUENT软件对层流及紊流流态下夹层管二维传热模型进行计算分析,得到2种工况下管道轴向及径向温度场,结合理论分析对数值模型进行验证,分析了原油入口流速、夹芯层厚度对管道温度场的影响。     

船用电动起重机电气柜散热分析与优化

依据电气柜散热设计基本原理,以优化电气柜内温度分布为目标,通过建立电气柜流速场和温度场的数值分析模型,计算电气柜的温度分布,并采用参数化扫描优化电气柜散热性能.研究结果表明:合理的优化设计能在有限的空间里实现电气柜内部元件温度控制,为船用电动起重系统的正常工作提供保障.