不同边界条件下道砟沉降及受力状态的离散元模拟研究

为研究边界条件对循环荷载作用下道砟的力学特性的影响,采用三维扫描技术生成真实形状的道砟颗粒,通过离散元方法模拟单轨枕道砟箱试验。引入侧向周期边界与底部文克勒弹性路基边界以更好地模拟道床的真实受力状态,并与刚性边界道砟箱模拟结果进行对比,探讨侧、竖向边界条件对道床沉降的影响。此外,从细观上分析各边界条件及组合下的道床受力状态,对比周期边界与刚性边界下侧边区域颗粒运动的趋势。研究结果表明：相较于刚性墙边界,周期边界与文克勒弹性路基边界下的道砟沉降量增大、道床弹性模量减小。不同于刚性边界的位移约束,周期边界侧边区域颗粒的位移增大,运动方向更分散,局部孔隙率减小,颗粒平均接触数增大,且平均侧向接触力减少了约41%,表明侧向周期边界处道砟颗粒存在咬合作用且运动方向不受限。在刚性墙模型中引入底部文克勒路基边界后,平均侧向接触力增加了19%,但分布范围没有发生明显变化。针对单轨枕试验的边界条件,考虑侧、竖向边界条件可以更好地模拟道砟的真实受力状态。     

基于虚拟信号的场间大号码道岔联络线RBC切换方案

某些枢纽车站包含两个高速场,均采用CTCS-3级列控系统,场间设有1/42大号码道岔联络线,联络线信号机设置及列控系统方案非常复杂。在这种特殊站场,首先要确保列车以160 km/h速度正常通过大号码道岔联络线,通过方案比选,得出场间联锁分界处必须采用虚拟信号的结论。其次,对两个高速场单独设置RBC时场间联络线列控方案进行研究,分析采用C3→C2级间切换方案和基于虚拟信号的RBC切换方案的可行性。通过研究比选,得出在大号码道岔联络线进行C3→C2级间切换方案不可行,建议采用基于虚拟信号的RBC切换方案。研究结论对类似枢纽车站具有较好的参考意义。     

暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构一土一海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律．计算结果表明：在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视;当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略．同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考．     

三维波浪作用下大直径圆柱绕流的数值模拟

为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟,用两步边界定位法和虚拟边界力法确定波浪与结构物接触面.结果表明:大直径圆柱绕流系数的数值计算结果与理论解吻合,所建立的数学模型能够很好地模拟三维波浪与结构物的相互作用.     

基于STL快速重构平面有限元网格边界

根据平面有限元网格中边界的特点,利用C++标准模板库(STL)中set、map等容器的数据访问特性,用set分析识别出网格边界,用map将散乱的边界连成环线,建立了识别边界且形成边界环线的快速算法,实现了基于平面有限元网格数据重构网格边界的目的。示例演示了算法的可行性。     

对联锁报告区段状态和车载报告列车位置信息不一致问题的分析与研究

CTCS-3级列控系统的列车走行累计误差如果过大,有可能造成联锁设备向RBC报告区段占用状态与车载设备向RBC报告列车位置之间存在信息不一致问题,导致列车运行效率降低,影响行车安全.本文针对该问题进行了数学建模,通过对模型的分析研究,说明了问题发生的原因,并提出了降低问题发生概率的方法.     

断层带处公路隧道横断面抗震分析

嘎隆拉隧道是西藏扎墨公路的控制性工程,隧道处于高烈度地震区。根据扎墨公路嘎隆拉隧道地震安全性评价报告和地勘资料,运用Newmark隐式时间积分有限元法并采用黏弹性人工边界,对隧道穿越断层带时的衬砌结构进行了瞬态动力反应分析,通过计算得出拱顶、拱腰、拱脚和仰拱中部的位移时程曲线,并由位移评价了隧道稳定性。计算结果表明,衬砌在地震作用下,其内力增加有限,内力最多增加8.73%。     

基于声学传递向量法的车内低频噪声分析与控制

基于声学传递向量(ATV)法对声学贡献问题分析进行了分析和讨论;针对某型轿车建立了车内空腔的有限元和边界元模型,并将边界元方法与ATV法结合起来研究了车身板件声学贡献的特点和确定方法;在此基础上对车内噪声进行了分析与控制.     

基于通勤交通流的粤港澳大湾区城市边界效应研究

粤港澳大湾区是世界级城市群中边界最复杂的地区,其多种隔离、多重边界的格局是建设国际一流大湾区面临的核心挑战。边界的存在使得大湾区各城市最大化地保持了差异。准确评估这种差异性如何影响城市间的要素流动,用以制定针对性的发展策略,对促进大湾区高质量发展是十分必要的。基于通勤交通流建立大湾区城市边界效应的分析框架和计算模型,以深圳为起点城市,利用多元数据对边界效应进行计算。计算结果与大湾区的实际发展情况相符,解释了大湾区边界效应的规律和特征。在对边界效应影响程度定量评价的基础上,提出了大湾区城市之间成本边界、政策边界、地理边界三种边界效应的基本特征。大湾区应优化政策和资源投入,强化市场机制,降低政策边界障碍,推进重大交通基础设施建设,减少地理边界的影响。     

应用高阶边界元法求解FPSO型采油平台波浪漂移力的研究

波浪平均漂移力是影响FPSO系统系泊、立管安装和卸载的重要外在荷载。文中针对英国北海正投入使用的萨哈林型式FPSO,应用高阶边界单元方法对其二阶水动力特性进行了计算分析,计算中考虑了物体的几何对称性,FPSO系统所受到的纵荡,横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力采用近场解法在湿表面上直接进行压力积分获得。与常数单元方法相比,该方法具有很高的精度,特别是对于高频波浪能得到可靠的收敛解。研究表明为了使得FPSO系统在恶劣海况下安全使用,FPSO系统必须始终保持迎浪状态工作。