Measurements of threshold values for incipient motion of sediment particles with two different erosion devices

For studies on sediment transport processes experimental data on the erosion behaviour of sediments are necessary. Because of significant differences in experimental setups and subsequently in resulting values comparisons and, where possible, correlations between methods are required. This study presents measurements with two different erosion devices (straight flume and microcosm erosion chamber), which were used for the determination of critical shear stress velocities for sandy submarine sediments and sieved sediment fractions. An approach is presented to convert measured current velocities into shear stress velocities via roughness length values and drag coefficients under hydrodynamically smooth and transitional turbulent flow conditions. The results from both devices show a good agreement and the measured erosion threshold values fit to established correlations between critical shear stress velocity and grain size. In the grain size range below 200 µm results for naturally composed sediments are influenced by effects caused by the silt- and clay fraction. Sieved sediment fractions in this grain size range tend to show lowered erosion thresholds in relation to the Shields' curve.     

船舶抗冰碰撞舷侧结构加强方案及优化设计

本文介绍了船-冰碰撞数值仿真中涉及的关键技术,以船舶肩部舷侧区域与棱角冰发生碰撞作为计算工况,对所选船舶舷侧与冰体碰撞进行数值仿真,根据舷侧响应特征指出其进行结构加强的必要性.由此提出几种舷侧常规加强方案,通过分析各自与冰体接触区域船体外板上受到的平均应力以及碰撞过程中船体结构发生塑性破坏的程度,指出结构仍然存在的问题以及后续加强的方向.最后,设计了2种新型舷侧结构并对其进行优化,验证了其具有较优的抗冰碰撞性能,得到了抗冰碰撞舷侧结构设计的相关结论.     

锥体海洋平台结构冰荷载的离散单元分析

在冰区油气开发中,锥体结构可以有效降低冰力,避免强烈的冰激振动,是目前渤海油气平台的主要结构形式。为研究海冰与锥体结构的相互作用过程,文章建立了适用于模拟海冰破碎特性的离散单元模型。该模型将海冰离散为若干个具有粘接-破碎功能的颗粒单元,并通过海冰弯曲试验确定了单元间的粘接强度;然后对海冰与锥体结构的作用过程进行了数值计算,获得了相应的动冰荷载及冰振响应;在此基础上讨论了不同锥角影响下冰荷载及结构振动响应的变化规律。结果表明,水平方向冰荷载及结构冰振响应随锥角的增加明显增加,而竖直方向冰荷载则显著降低。该离散单元模型还可进一步应用于不同类型抗冰结构的冰荷载分析,有助于解决冰区结构物的抗冰结构设计和冰致疲劳分析。     

船舶冷库制冷系统冰塞故障分析及处理

文章结合实践，对船舶冷库制冷系统冰塞产生的机理、产生的部位、处理方法及预防措施等进行深入研究，对船舶冷库系统中冰塞常易发生的部位提出了自己的观点，并对某些传统提法提出了质疑，以期对轮机管理人员快速正确地判断和处理冰塞故障提供有价值的参考。     

First year ice interactions on Molikpaq: Measurements and experiments

The Molikpaq is a steel mobile arctic structure which has been used for exploration of hydrocarbon reserves on the Canadian Beaufort shelf. In early 1986, the Molikpaq experienced numerous interactions with various ice features at Amanuligak I-65. An extensive ice loads investigation program was conducted as a joint industrial project. Ishikawajima-Harima Heary Industries (IHI) has proposed a method to estimate the global ice load on an arctic structure by utilizing results from ice tank experiments. Experiments were conducted in the IHI ice model tank using a model of the Molikpaq. A comparison between the measured ice loads and the estimated ice loads was made and it was found to be in fair agreement, in spite of some uncertainties involved in both the measured and the estimated ice loads. In this paper, instrumentation which the Molikpaq employed in the investigation program is briefly introduced. Failure modes of ice features observed in the program are also mentioned. The basic idea behind the dual parameters testing and estimating method (DuPTEM) is described. The model experiments and the results are then outlined. The comparison between the measured and estimated ice loads is shown. Finally, uncertainties in both the estimated and the measured ice loads are discussed.     

环保缓释型主动融冰雪涂层材料研究

为解决目前冬季融冰雪成本高、环保性差的问题，首先基于医学制药中的"缓控释"思想，确定涂层材料的组成，为使表面能较高的亲水性填料、补强剂与表面能较低的树脂能有效结合，采用偶联剂对组分中的填料和补强剂进行表面改性处理，用高分子纤维素分别制备疏水型与亲水型包衣溶液，对环保型融雪剂进行包衣成膜，研究其微观形貌以评价成膜状况；然后通过融冰雪试验确定涂层溶液的最佳涂刷量，研究涂层的抗黏附性能与缓释持久性，通过分析涂层的微观形貌特征，揭示其缓控释融冰雪机理；最后分别通过研究融冰雪涂层的耐水性、耐磨性和耐腐蚀性分析其耐久性能，通过分别分析融冰雪涂层对植物生长和金属腐蚀的影响以评价其环保性能。研究结果表明：亲水型与疏水型包衣溶液的掺配比例是1：8，环保型主动融冰雪涂层溶液的最佳涂刷量为0.65 kg·m^-2，融冰雪涂层具有良好的缓释持久性和抗黏附性能；在融冰雪过程中，包衣薄膜吸水溶胀，溶解缠绕在包衣薄膜表面的亲水型高分子纤维素，使镶嵌在包衣表面的抗黏剂及致孔剂碎片脱落，在包衣薄膜表面形成孔洞，渗出融雪剂晶体，包衣薄膜成功地发挥缓释作用；水进入包衣膜内后溶解融雪剂，浓度升高，渗透压增大，融雪溶液便渗出包衣薄膜，融化冰雪；环保型主动融冰雪涂层具有良好的经济、环保和耐久性。     

冰粒射流表面清洗的试验研究

冰粒的制备和射流系统的建立是冰粒射流的现;考虑冰粒易融化,冰粒的加入方式采用后混合式且利用压缩空气引射冰粒从而形成冰粒射流系统.用所建立的冰粒射流系统进行了脱漆试验研究,分别考察了工作压力、冰粒尺寸、冰粒温度、冰粒流量及横移速度和喷射靶距等参数对表面清洗性能的影响.结果表明:工作压力和冰粒温度影响较大,冰粒尺寸、冰粒流量及喷射靶距各存在最佳值.     

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利用元胞自动机,建立了冰雪条件下城市道路单车道和双车道交通流微观模型。针对冰雪条件下驾驶员出于安全考虑降低车速、保持较大车间距的现象,细化了元胞尺寸,引入反映不同冰雪条件的速度因子参数和间距因子参数。通过数值模拟,得出了正常天气和冰雪天气下的车辆速度、密度、流量间的关系曲线,并分析了不同冰雪条件对交通流的影响。研究发现,中雪条件下的车速波动程度及范围最大;基本图显示冰雪条件对于临界密度、最大流量等参数影响较大;冰雪条件下的亚稳回滞现象不明显,未出现换道频率局部最大值。     

冰雪条件下公交发车间隔优化研究

分析了冰雪对公交车辆运行影响的3个方面,建立了基于乘客等待费用最小化、公交线路效益最大化的发车间隔优化模型,研究冰雪条件下发车间隔的确定方法,为冰雪条件下公交线路的运营调度提供建议.结合实例分析了冰雪条件下公交线路调度方案的制定办法.     

考虑车辆调度和调度员分配的共享汽车混合车队规模优化

针对电动汽车存在充电续航问题与传统燃油汽车存在环境污染问题的矛盾,本文提出共 享汽车混合车队规模优化方法。首先,在不考虑成本条件下,分析动态车辆调度和实时调度员分 配对共享汽车系统需求满足和车辆利用的影响。然后,针对由传统内燃汽车、混合动力汽车、插 入式混合动力汽车和纯电动汽车构成的混合共享汽车系统,考虑车辆调度和调度员分配,以运营 商利润最大化为目标,CO2排放量和道路拥堵为约束,构建混合车队规模优化模型。通过Matlab 调用Gurobi求解器求解上述混合整数线性规划模型。最后,以成都市为例,分析不同CO2排放量 约束,以及车辆调度对共享汽车运营商利润、不同类型的车队规模、车辆利用率和用户需求满足 率的影响。同时,比较单一车队和混合车队共享汽车系统,结果显示,混合车队和单一插入式混 合动力车队可以实现经济效益和环境效益的双赢,是目前最适合共享汽车系统发展的模式。