运行模态分析技术在桥梁状态评估中的应用

在输出功率谱的基础上建立了桥梁运行模态分析方法——频域分解法。该方法利用来往车辆激励的响应测量数据,进行无偏功率谱分析,然后对响应谱矩阵进行奇异值分解来识别桥梁的模态参数。该方法保留了传统频域法快速简便的特点,还可以解决传统频域法不能识别近频和重频模态的问题。通过实桥测试,证明该方法可用于桥梁承载力和使用状况评估。     

基于语音特征迁移学习的驾驶疲劳检测

针对现有方法在实际应用时的标记样本稀缺与测试样本数据分布偏移等问题,提出一种基于语音特征迁移学习的驾驶疲劳检测方法。通过基于迁移学习的特征空间变换,对源领域有标记样本与目标域无标记样本数据间的边缘分布、条件分布、流形结构进行联合适配及降维处理,以解决样本数据分布偏移和特征维度过高的问题。以半监督学习的方式来迭代优化目标域样本的伪标记,并据此不断更新特征变换方式和迁移分类器,进而提高疲劳检测模型的精度和泛化能力。通过实验将本文方法与现有常用的监督学习、半监督学习和迁移学习等方法进行对比。结果表明,在测试时间、应用场景和被试个体均发生变化的情况下,本文所提方法的驾驶疲劳检测效果显著优于现有方法,正确率最高达到86.7%,具有实际应用价值。     

水下结构声辐射时域数值分析法研究

采用有限元和无限元相结合的方法，对水下加筋圆柱壳结构的声辐射进行了数值计算。首先利用ANSYS软件建立声振模型，并在时域内计算流固耦合振动，给出可用于声学分析的数据文件；再利用SYSNOISE软件采用无限元法在时域内计算辐射声场，并将计算结果与实验值进行了对比。结果表明，提出的在时域内进行水下结构声辐射的计算是切实可行的，为水下结构声辐射仿真研究提供了新的方法。     

VIV response of a flexible cylinder with varied coverage by buoyancy elements and helical strakes

Many significant engineering challenges have emerged as the petroleum industry has moved their field development and production activities into increasingly deeper water depths. The design of deepwater marine risers presents the combined challenges to minimize top tensioning requirements, mitigate any flow-induced vibrations, and if possible to increase the expected fatigue life of these slender structural members. As part of the design process to achieve these goals external buoyancy modules and strakes have been employed. To gain insight into the complex multi-mode response behavior a recent experimental study was performed and the analysis of selected data sets is presented. In the experiments a horizontal cylinder with a length to diameter ratio of 263 was fitted with a variety of strake and buoyancy element configurations. The models were towed at uniform speeds ranging from 0.4 to 2.0 m/s and fiber optic strain gages were used to measure both in-line and cross-flow strain response. The resulting time series information was processed utilizing the method of time domain decomposition formulated for strain data input and the introduction of modal assurance criterion to resolve the modal strain information that included frequency, mode shape, and critical damping ratio information. The pre-tensioned cylinder without appendages was used as a base case and the results were basically consistent with expectations. In the case of 0.8 m/s low-tension test, multiple closely spaced non-overlapping peaks were observed in both in-line and cross-flow directions and were identified as being of the same mode with mode shapes distorted away from purely sinusoidal behavior. The test data for the 100% coverage by helical stakes demonstrated the effectiveness of that suppression device over the range of current velocities investigated. The most interesting case was that of a staggered combination of helical strakes and buoyancy element whose total for each type of coverage was equal. This effective asymmetric VIV suppression approach is presented and discussed in detail.     

顶部张紧式立管干涉分析

顶部张紧式立管（TTR）是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500米水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,使用ORCAFLEX软件建立TTR的干涉分析非线性时域分析模型,基于Huse尾流模型,分析了浪流方向为0°,45°,90°,135°和180°的100年一遇环境载荷下的立管间距。结果表明,浪流方向为0°时立管最小间距小于TTR最大外径之和,发生干涉,其他方向不发生干涉。TTR为阵列式设计的立管群,应当从多方面因素考虑以避免干涉发生的危险,合理安排立管间距、调整TTF等措施可以有效减小干涉发生的可能。     

半潜式钻井支持平台在不规则波中的时域耦合分析

基于三维势流理论和莫里森方程,运用水动力软件AQWA,计算半潜式钻井支持平台的水动力特性。同时运用时域耦合方法,计算了风、浪、流共同作用下,半潜式钻井支持平台在三种工况(迎浪、斜浪和横浪)下的运动响应及系泊系统动力响应。时域耦合分析结果验证了该钻井支持平台满足规范要求。     

考虑粘滞阻尼的Truss Spar频域响应分析

联合势流理论与修改的Morison方程,建立波浪作用下的Truss Spar平台运动响应计算模型。波浪激振力与相关水动力信息采用高阶边界元计算方法获得。通过数值模拟得到Truss Spar平台纵荡、垂荡和纵摇RAO,针对Morison阻力系数对响应的影响进行参数分析。计算结果显示,纵荡和纵摇仅在低频部分对阻力系数敏感。因此平台在遭受二阶波浪慢漂力作用时,粘滞阻尼将起到重要作用。对于垂荡方向,由于Truss Spar安装的垂荡板提供了较大的竖向粘滞阻尼,因此垂荡RAO受阻力系数的影响较大。     

基于频率及F-K域联合应用的地震波去噪技术研究

地震反射波勘探是铁路工程地质勘察的一种重要地球物理勘探方法,地震波数据的处理直接关系到数据的解译质量,提高信噪比是关键环节。针对单一去噪技术,难以获取高信噪比地震数据的难题,以某一在建铁路项目地裂缝勘察的地震波数据为例,详细研究各种有效波及干扰波的性质和特征,建立一种频率域滤波、声波衰减和频率-波数域(F-K)滤波联合应用的去噪技术。结果表明:该技术能有效去除和压制干扰波,增强有效波能量,去噪效果明显。     

汽车悬架系统非线性参数时域优化及应用

针对国产某微型轿车,在建立汽车悬架系统5自由度模型和时域路面模型基础上,对悬架系统的线性弹簧和非线性阻尼参数进行了优化。根据优化结果,对悬架系统的刚度和阻尼进行了匹配设计。经试验表明:座椅加速度自谱峰值减小7.4%,加速度均方根值减小19.4%,有效地改善了该车的行驶平顺性,证明时域优化方法对于悬架系统非线性参数优化是可行的。     

轮胎非稳态侧偏特性在空间域内的仿真研究

本文根据胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型在空间域内的表达式,推导出侧向力和回正力矩关于转动角与侧向位移的积分表达式,将其离散化并实现了非稳态侧偏特性在空间域内的仿真,最后给出了轮胎在几种典型输入时的仿真结果。