用升力面理论预报螺旋桨性能和桨叶表面压力分布

本文提出了一个依据升力面理论预报螺旋桨在不同工况下的性能和桨叶表面压力分布的计算方法。该方法计入了桨叶侧斜、纵斜、径向变螺距和径向变伴流等因素的影响。 在附着涡和自由涡的分析中引入模式函数,导出桨叶区内变密度自由涡的涡强分布,从而得到了表达整个涡系的涡强分布公式,并以此计算由整个涡系产生的诱导速度。这就使得有可能用较短的计算时间和较少的计算机存储量以较高的精度求解一个如此复杂的问题。 作者已经提供了一个理论计算程序。一些计算实例与实验结果的比较表明本文所提供的方法是令人满意的。     

Propeller wake analysis in nonuniform inflow by LDV phase sampling techniques

A laser Doppler velocimetry (LDV) phase sampling technique is developed and adopted for the analysis of the flow upstream and behind a four-blade, highly skewed installed propeller in the case of a twin-screw ship model in a large circulating water channel. The technique implemented allows the reconstruction of the 3D flow field as a function of propeller angle in transversal planes located as close as possible to the blade trailing and leading edges. The main features of the propeller installation are highlighted, as well as the strong and complex interaction of the propeller with the hull wake, especially in the brackets region. The high level of detail and accuracy of the data acquired would be a powerful tool for the development and validation of computational codes applied to this topic.     

二衬厚度对盾构隧道双层衬砌纵向力学性能的影响

盾构隧道作为一种复杂的三维线性地下结构,容易受围岩特性不均等因素影响产生不均匀变形,引发结构局部破坏等病害。为研究双层衬砌盾构隧道在运营过程中的纵向力学行为,结合武汉地铁8号线越江隧道工程,建立纵向三维壳-弹簧力学分析模型,结合工程实际探讨二次衬砌厚度对盾构隧道双层衬砌力学性能的影响,以期获取合理的二次衬砌厚度取值。研究结果表明:(1)盾构隧道双层衬砌结构的纵向等效弯曲刚度随二次衬砌厚度增加呈线性增加;(2)施作二次衬砌可降低隧道纵向不均匀沉降量及管片间的错台量,二者随二次衬砌厚度增加而减小,但幅度不大;(3)在隧道纵向出现极端不均匀变形条件下,施作二次衬砌会导致位移突变点附近部位的管片局部内力及环缝张开量增大;(4)综合分析盾构隧道管片衬砌变形及受力,同时考虑工程造价和二衬是否设置配筋等因素,对于直径12 m级盾构隧道,其二次衬砌厚度建议取20~35 cm。     

利用环境同位素预测秦岭特长隧道的突水风险

对比地表水和下部地下水中环境同位素氘(D)和氚(^3H或T)的数据表明，秦岭特长隧道北坡L区域断层的水力传导性差，流经该断层的石砭峪河水与下部地下水无直接的水力联系．利用环境氚定量计算出河水对该段隧道潜在突水水量的贡献不足6％，从而完全排除了石砭峪河水通过F4区域断层溃入该隧道的可能性．     

成都地铁工程车站基坑涌水量的预测分析

以拟建成都市地铁7号线某站为例,建立基坑体积大小相同仅长宽比不同的块状（圆形）、条形基坑模型,分别计算其涌水量。计算结果表明:在基坑体积大小及地质条件相同的情况下,块状（圆形）、条形基坑的涌水量都随着长宽比的增大而增大。同时指出,在预测基坑涌水量时,必须充分认识工作地区的工程地质、水文地质条件,尽可能采用多种计算公式,并结合地区经验类比,可提高预测的准确性。     

专项水文地质勘察在山岭高速公路隧道中的应用

隧道涌水是隧道工程地质中的一个复杂问题,如未能查明隧道区水文地质条件,当隧道施工时,则可能出现隧道涌水、流土和围岩失稳等问题,导致施工困难、施工人员人身安全受到严重威胁、以及设计变更、工程造价增高等等问题。文中以二广高速某隧道为例,通过隧道区的专项水文地质勘察,对隧道的水文地质条件进行了分析,通过水文地质试验计算所需参数,并进行涌水量的预测,为隧道工程的设计、造价及施工安全提供依据。计算结果和施工中实测结果对比表明,本文推荐的计算方法合理、结果准确。     

基于优化FAHP-TOPSIS法的高压富水花岗岩断层涌水预测

隧道穿越花岗岩断层带施工的最主要灾害为高压富水体的突涌，其危险性极高且破坏力巨大。为有效解决理论计算、模型试验、数值模拟等方法中隧道涌水量预测值与实际值存在较大误差的核心问题，从系统辨识工程地质、水文地质和施工设计3方面共13个独立的花岗岩断层涌水致灾影响因素入手，提出基于优化FAHP-TOPSIS法的隧道断层涌水精细预测方法。该方法的创新在于采用平均优势度进行模糊层次分析法（FAHP）的判断矩阵优化，能解决传统FAHP法排序互斥而导致权重分配失衡的问题；同时，采用逼近理想解排序法(TOPSIS)替代模糊综合评价法，避免模糊综合评价法依赖大量样本数据及模型训练冗余的问题，能极大提高隧道涌水预测精度。并将优化FAHP-TOPSIS法应用于涌水预测实例中，实现6处断层涌水区段涌水等级及涌水量的精细预测。预测结果表明： S1、S4、S5、S6区段存在中等涌水风险，S2、S3区段存在大涌水风险； 6处断层涌水区段预测涌水量与实际涌水量的最大相对误差为14.8%，平均相对误差为8.87%，满足工程准确预测精度要求。     

新型速凝材料注浆加固富水破碎带机制分析

富水断层破碎带是治理难度较大的不良地质体,针对南京地铁建设中基坑大面积涌水、支护结构沉降变形及常规注浆材料防渗加固效果有限的问题,基于水文地质和高密度电法,分析基坑涌水的渗流状态;通过室内试验测定新型速凝浆液的初终凝时间、结石体强度及结石率,得出该材料具有较好的可注性和可行性;采用COMSOL数值软件,联合仿真模拟了富水破碎带注浆加固过程,对比分析注浆前后基坑渗流规律,并基于此开展了现场注浆试验;利用地质雷达和压水试验对注浆效果进行验证,结果显示该新型速凝材料对富水破碎带加固效果良好,COMSOL联合仿真对注浆设计有科学的指导性。     

非均匀粘性流场螺旋桨非定常水动力性能研究

基于RANS方程和RNG k-ε湍流-模型,采用结构-非结构多块混合网格研究了船后非均匀流场中螺旋桨的非定常水动力性能。计算了DTMB4119螺旋桨的敞水性能,考察了网格依赖性。采用傅立叶变换进行了螺旋桨伴流场的谐调分析,并结合UDF功能实现了模型试验伴流场的输入。采用滑移网格技术模拟了非均匀流场中HSP螺旋桨的非定常特性。计算结果与试验结果的比较表明,建立的船后螺旋桨的非定常受力及表面压力分布计算方法精度较高,能够满足工程应用要求。     

The impact of exceptionally warm summer inflow events on the environmental conditions in the Bornholm Basin

In late summer 2002 and 2003, exceptionally warm inflow events of saline water were observed in the Baltic. These warm saline waters were embedded in the halocline of the Bornholm Basin and caused a strong anomaly of the seasonal temperature cycle. The temperature in October 2002 was the highest ever observed in the halocline of the Bornholm Basin.Although the oxygen content of the inflowing water was only about 1.5 ml l^− 1 at the Darss Sill, it caused a moderate ventilation of the halocline in the Bornholm Basin. On the way through the Arkona Basin, the entrainment of ambient water increased the oxygen content of the inflowing saline water masses.Warm summer inflows were rare events in the last 50 years, but their frequency has increased since 1990. This is likely caused by climate change. The analysis of a 50-year time series of hydrographic parameters reveals significant changes of the thermal regime around the year 1988. The winter surface and intermediate water temperatures of the Bornholm Basin increased by about 1 °C. Also, the duration of warm water in the surface layer was prolonged after 1988. A high correlation between the minimum intermediate winter water temperatures and the NAO winter index was found.Since temperature is a key parameter for many biological processes various responses of the ecosystem to the change in hydrographic conditions could be expected. Possible biological implications of the warm inflow events for the ecosystem are discussed.