基于频域高阶Rankine源法的有航速船舶斜浪中六自由度运动数值计算研究

针对船舶斜浪航行时的六自由度运动预报,本文在频域势流理论框架下,采用高阶Rankine源法求解考虑定常绕流影响的绕辐射问题,建立多自由度耦合运动计算模型。为计及流体粘性对横摇运动的影响,基于计算流体力学理论对船舶自由横摇衰减运动进行模拟,经能量法处理求取横摇阻尼系数,并将其引入频域运动方程。在此基础上,自主开发船舶在规则波中斜浪航行时运动响应的数值计算程序。为验证方法和程序的可靠性,对S175集装箱船在遭遇浪向为150°时的垂荡、横摇和纵摇运动进行模拟,通过与基于移动脉动源的数值方法及试验结果的对比发现,本文方法计算稳定,且由于考虑了定常绕流的耦合影响,在共振频率附近的预报值与试验更为接近。进一步对不同浪向下S175以及肥大的S-Cb84散货船的六自由度运动进行数值计算与分析,结果显示数值解与试验值吻合良好。本文方法对于不同浪向和船型均有着广泛的适用性。     

孤立波作用下单排桩附近床面冲刷实验研究

为揭示海啸波冲击下桩式防波堤的桩基附近泥沙冲刷特性,文章通过物理模型实验研究了孤立波作用下单排桩柱结构附近床面的局部冲刷问题,测试了入射波高和水深对冲刷坑形态发展的影响。结果表明:床面冲刷主要发生在相邻柱体的间隙处;在冲刷过程的前期阶段,排桩不同间隙附近床面冲刷的演变存在一定的差异;到冲刷后期,各间隙床面三维形态上的差异逐渐消失;达到冲刷平衡后,在间隙附近形成显著的冲刷坑,冲刷坑的下游则出现淤积的沙坝;沿间隙中心线剖面上的最大冲刷深度出现在柱中心偏下游位置,最大淤积高度出现在柱中心下游的几倍圆柱直径范围内。冲刷坑沿槽宽方向的发展随着波高的增大而增大,随着水深的增大变化不明显;平衡剖面上最大冲刷深度、最大淤积高度和冲刷坑水平长度亦随着波高的增大而显著增加。试验成果可为进一步建立相应的三维泥沙冲刷数值模型提供校核依据。     

斜向波作用宽肩台式防波堤稳定性试验研究

宽肩台式抛石防波堤对于石料来源丰富的地区是一种比较经济的结构型式。它是依靠波浪长期作用下最终形成的动力平衡断面来进行防浪的。我国的宽肩台式抛石防波堤建设较少,对其开展的研究也较少,目前主要是通过波浪断面物理模型试验来研究其稳定性,对于斜向波作用下的三维稳定性文献报道很少。文章以某宽肩台式防波堤工程为实例,通过三维波浪物理模型试验研究了斜向波作用下宽肩台式防波堤的稳定性,得到了工程稳定的宽肩台断面结构和优化结构平面布置。并从宽肩台坡面块石的运动形态以及最终形成的动力平衡剖面对斜向波和正向波作用宽肩台防波堤的结果进行了对比分析。     

基于概率密度演化的斜拉索多级变幅时变疲劳可靠度分析

拉索是斜拉桥的主要受力构件,在车辆、风等交变荷载作用下易发生多级变幅疲劳损伤,而经典可靠度方法预测多级变幅时变疲劳可靠度难度大且计算效率低。针对这一问题,提出一种高效的多级变幅斜拉索时变疲劳可靠度预测方法。基于Miner累积损伤理论,建立同时考虑荷载和材料随机性的变幅疲劳损伤概率演化模型;构建应力幅出现频率指标,解决多级变幅疲劳损伤演化过程中偏微分方程难以确定问题,通过概率密度演化方法精确计算多级变幅时变疲劳可靠度,并采用五级变幅材料试验数据和某桥梁斜拉索的模拟数据验证所提方法的可行性。结果表明：所提方法的计算效率远高于蒙特卡洛方法;在小概率失效时,其计算精度高于蒙特卡洛方法。     

二维楔形体结构入水砰击数值仿真分析

随着船舶向高速化方向发展,首部砰击问题变得异常突出。本文通过楔形体入水砰击试验模拟船舶首部入水砰击现象并通过有限元仿真软件Ansys/Ls-dyna对楔形体入水砰击过程进行仿真分析,通过改变斜升角角度和楔形体下落高度研究砰击载荷的变化规律,并对楔形体入水时的压力变化及入水时液面抬升现象展开分析。研究结果表明,当楔形体表面与水面接触时,砰压立即增加,随后砰压会慢慢减小,最终趋于稳定。当楔形体的斜升角在变化时,楔形体的砰击压力也会随之变化,即当斜升角的角度越大,楔形体的砰击压力值就越小;当入水速度越快时,即入水高度越高时,砰击载荷的峰值也会越来越大,但处于同一速度（即同一高度）,在楔形体以不同角度入水时,当它们的角度越来越大,最后的砰击载荷峰值就会越来越小。研究成果可为船体首部砰击作用下砰击载荷的变化规律提供参考。     

剪切波变换下的侧扫声呐图像降噪方法

针对侧扫声呐图像对比度低、噪声强度大特点导致的部分传统滤波方法降噪能力的不足,提出一种基于剪切波变换的侧扫声呐图像降噪方法。首先对侧扫声呐图像进行剪切波变换,在考虑噪声水平的基础上,对剪切系数进行阈值处理,再将修正后的系数进行剪切波逆变换,重构侧扫声呐图像,实现了侧扫声呐图像的降噪。实验结果表明,该方法相比于维纳滤波、小波滤波和非局部均值滤波等常用降噪方法,可以获取更好的图像效果,在侧扫声呐图像降噪中具有综合优势。     

基于LabVIEW的发动机ECU激励信号发生系统

以汽车发动机实验为基础,开发出一台汽车发动机ECU激励信号发生器。该系统使用NI系列的D/A转换卡,以LabVIEW软件编程进行虚拟仪器系统的构建,实现对发动机ECU的核心传感器信号的模拟。通过选择各路信号的类型,调节其频率、幅值,激励发动机ECU能够正常运转以便对发动机信号及ECU进行研究。通过对该系统进行的实测信号数据对比,验证了该系统的可行性和准确性。     

海上风电基础钢管桩嵌岩斜桩后注浆施工技术

通过采用桩底、桩侧壁复合式后注浆新工艺,在确保风机基础桩基承载力满足设计要求的情况下,最大程度优化减小钢管桩斜桩钻孔深度,制定技术先进、安全可靠的钢管桩嵌岩斜桩后注浆质量检测方法,解决超厚强风化岩层地质环境下海上风电基础钢管桩斜桩超长钻孔(嵌岩钻机钻头出钢管桩斜桩沉桩桩底标高后继续钻进成孔深度大于15 m,一般超过20...