Ship resistance when operating in floating ice floes: A combined CFD&DEM approach

Whilst climate change is transforming the Arctic into a navigable ocean where small ice floes are floating on the sea surface, the effect of such ice conditions on ship performance has yet to be understood. The present work combines a set of numerical methods to simulate the ship-wave-ice interaction in such ice conditions. Particularly, Computational Fluid Dynamics is applied to provide fluid solutions for the floes and it is incorporated with the Discrete Element Method to govern ice motions and account for ship-ice/ice-ice collisions, by which, the proposed approach innovatively includes ship-generated waves in the interaction. In addition, this work provides two algorithms that can implement computational models with natural ice-floe fields, which takes floe size distribution and randomness into consideration thus achieving high-fidelity modelling of the problem. Following validation against experiments, the model is shown accurate in predicting the ice-floe resistance of a ship, and then a series of simulations are performed to investigate how the resistance is influenced by ship speed, ice concentration, ice thickness and floe diameter. This paper presents a useful approach that can provide power estimates for Arctic shipping and has the potential to facilitate other polar engineering purposes.     

桶形直立结构护岸抗滑稳定计算方法的研究

本文对依托工程已取得研究结果的衔接段原位观测数据和离心模型试验研究进行分析,在此基础上初步建立了桶形直立结构护岸的抗滑稳定计算方法。     

复杂环境下连续弯钢箱梁耐火性能提升方法

交通类火灾严重威胁钢结构桥梁的耐久性和安全性。为提升复杂环境(开放火灾和弯桥荷载)下连续弯钢箱梁的耐火性能,增强钢结构桥梁的安全服役寿命,选取大型立交桥枢纽工程中两跨连续弯钢箱梁为研究对象,通过建立耐火试验验证的钢箱梁与混凝土刚性基层协同工作的数值预测模型,深入揭示开放环境碳氢火灾下传热模式和结构特征耦合的箱梁力学行为演化规律。研究了局部环境火灾作用下结构的高温响应与失效模式,分析了复杂荷载状况、弯曲半径与支座布置方式对连续弯钢箱梁火灾响应行为的影响,提出了复杂环境下连续弯钢箱梁的耐火性能提升方法。研究结果表明:连续弯钢箱梁在火灾下的内外侧挠度差值不断增大,主梁内外侧支座反力的变化呈相反趋势,并且在受火初期支座反力变化程度剧烈;受火区域边缘靠近中支点的底板与腹板严重屈曲从而先形成塑性铰,然后在受火跨跨中形成塑性铰,随即整跨结构发生突然性垮塌;荷载水平的增大会显著缩短其耐火极限,受火前期及时撤离桥上的车辆荷载能够有效地延缓变形发展并且避免结构的突然性垮塌;曲率半径小于200 m会显著加剧连续弯钢箱梁高温下的弯扭耦合效应,增大主梁内外侧挠度差值与内外侧支座反力变化幅度,削弱火灾下结构的整体稳定性能;在钢结构桥梁抗火设计时中支点应设置抗扭支座,常温下支座的布置方式对火灾下连续弯钢箱梁的支座受力状况改善甚微,应在支座与梁端附近增设外部限位装置以防止结构变形过大。研究结论可为提升复杂环境下钢结构桥梁抵抗火灾的能力以及增强安全服役寿命提供设计依据。     

混凝土箱梁水化热温度试验研究

研究目的:温度应力已被认为是混凝土箱梁开裂的主要原因之一。为了掌握水化热温度沿箱梁截面的分布规律,并根据混凝土施工工艺状况,估算温差应力,特对混凝土箱梁进行了水化热温度试验,为箱梁设计与施工提供有益的参考。研究方法:水化热温度测试选取了梁体的跨中及端部截面,按照能够充分反映箱梁水化热变化情况的原则,分别在顶板、底板、腹板布置了内埋式温度传感器,从混凝土入模开始,量测水化热温度的变化情况。研究结果:根据温度测试结果,可以绘制出混凝土水化热温度随观测时间变化的曲线。通过对秦沈客运专线箱梁温度测试结果的总结分析,重点阐述了箱梁混凝土早期水化热温度发展的一般规律,其中包括水化热温度时程曲线的一般形式、温升基本规律、温降基本规律、混凝土的温度梯度、入模温度与温度峰值的关系等,并提出了防止温差过大而引起混凝土开裂的工程措施。     

Study on J-integral with SENB specimensin a condenser material

A series of tests was performed with three-point single-edge-notched-bend (SENB) specimens in a condenser material (Titanium alloy). Results show that the J-integral values of welded joint and HAZ are obviously smaller than those of the base metal. It signifies that the welding process can result in a reduced toughness of Titanium alloy and the effect of crack orientation on toughness value is not negligible for engineering applications. Besides, the J-integral values of L-T direction specimens are much higher than those of LS ones. The J-integral values of rolled ring are: J_(C-R)>J_(C-L)>J_(L-R).     

折线先张梁施工中抗拔锚桩桩长的计算

结合在折线先张梁施工中抗拔锚桩的设计实例 ,介绍抗拔锚桩设计中有关计算抗拔力的经验公式 ,并对其各自得出的计算结果进行分析 ,提出抗拔桩设计中应注意的一些问题     

电力机车整流机组器件结温计算

机车运行在任何场合器件结温不得超过额定值，这是整流机组正常运行的必要条件，以ＳＳ６型电力机车整流机组起动过程结温计算为例，提供了计算方法，供有关专业人员设计、计算、故障分析时参考。     

几种螺旋桨材料的空蚀特性的试验研究

本文介绍了几种螺旋桨材料的空蚀试验结果。为便于比较也列入普通黄铜的结果。试验装置是转盘。试验过程中观察了盘上空泡,记录试件的失重、成孔率和表面情况的变化。最后分析不同速度下剥蚀强度的变化趋势、剥蚀阻抗与材料机械特性的关系。     

大跨度预应力混凝土简支箱梁的梁端应力分析

通过对大跨度预应力混凝土简支箱梁梁端应力的空间分析 ,优化箱梁预应力筋的配置 ,避免类似箱梁张拉阶段梁端竖向裂纹的产生。