轴向板条对海洋立管涡激振动抑振的数值研究

涡激振动是一种在海洋工程领域普遍存在的流固耦合物理现象,易导致海洋立管等结构物发生疲劳损伤或失稳。本文为抑制涡激振动而提出一种附加轴向板条的方案,采用非定常流体数值计算方法求解分析不同分布形式下的轴向板条对海洋立管涡激振动特性的影响。首先定义轴向板条的分布形式;采用Newmark-β法求解立管双自由度振动方程并编写UDF,计算采用k-ω/SST湍流模型,并结合动网格技术模拟立管的振动过程。研究结果表明,轴向板条对海洋立管具有较好的抑振效果;当轴向板条数目n=20时,流向振动幅度减小78.57%,横向振动幅度减小58.10%。本文研究结果可为海洋结构物涡激振动的抑振提供参考。     

风帆助航对船舶主机油耗率的影响

加装风帆是船舶节能的有效途径,但风帆助航会影响船舶主机和其他系统的运行状况,对船舶能效的影响主要来自主机工况的改变。本文通过分析加装风帆后对螺旋桨工作特性的影响,推导出了计算主机油耗率的方法,并使用某超大型油轮(VLCC)的相关参数进行验证计算,证明此方法简单实用,可为计算风帆助航船舶能效指数EEOI等相关参数提供参考。     

Failure mode and effects analysis of dual levelling valve airspring suspensions on truck dynamics

Failure mode and effects analysis are performed for a dual levelling valve pneumatic suspension to determine the effect of suspension failure on tractor–semi-trailer dynamics, using a detailed model of suspension pneumatics coupled with a truck dynamic model. A key element of failure analysis in suspensions with one or two levelling valves is determining the effect on the vehicle body roll when one or more failures occur. The failure modes considered are mainly the suspension pneumatic components, including clogged levelling valve, bent control rod, disabled lever arm, and punctured or leaking connectors and pipes. The pneumatic suspension is modelled in AMESim, with critical parameters established through component testing. Upon validating the AMESim component model experimentally, the pneumatic suspension model is integrated into TruckSim for studying the consequences of suspension failure on truck dynamics. The simulation results indicate that the second levelling valve in a dual-valve arrangement brings a certain amount of failure redundancy to the system, in the sense that when one side fails, the other side can compensate for the failure. Equipping the trailer with dual levelling valves brings an additional stabilising effect to the vehicle in the event of tractor suspension failure.     

栏杆基石对闭口箱梁桥梁涡振性能影响的机理

为研究检修道栏杆基石对桥梁涡激振动性能的影响,依托中国某主跨808 m的超大跨度闭口箱梁加劲梁悬索桥,通过主梁大比例节段模型弹性悬挂测振测压风洞试验获取模型风致振动响应和表面各测点压力时程数据,测试原设计断面在±5°攻角范围内的涡振性能,对比分析3种不同栏杆基石位置和高度工况下主梁涡振响应性能和桥面测点脉动压力系数均值、均方差、压力功率谱以及局部气动力和总体气动力的相关性。研究结果表明：依托工程主梁设计断面发生了显著的竖向和扭转涡激共振,且扭转涡振显著超出规范允许值,主梁涡振性能随来流风攻角的增大而变差。主梁表面实测脉动压力数据分析显示,由于栏杆和基石的阻挡,箱梁上表面气流分离后在后部再附,导致上表面前部和中后部发生了强烈的压力脉动。上表面前部、后部以及下表面迎风区斜腹板局部气动力与总体气动力具有很强的相关性,这也是导致主梁发生显著扭转涡振的根本原因。将栏杆基石移至桥面板边沿显著减小了上、下表面压力脉动,上表面前部和后部气动力相关性被破坏,可以大幅抑制涡振;将栏杆基石移至桥面板边沿,并降低栏杆基石高度抑制了气流在上表面后部的再附现象,断面压力脉动被削弱,局部气动力和总体气动力相关性被完全破坏,从而有效抑制涡振。     

混行非机动交通流车速离散特性研究

我国城市非机动道路内的交通现象通常为电动自行车与人力自行车混合行驶状况,车速离散是该类道路内交通流的重要特征。结合杭州市的调查数据,采用统计学方法定量分析混合非机动交通流车速离散特性,分别建立车速离散特性评价参数与各主要影响因素之间的回归关系。结果表明,归一化车速离散度分别与各影响因素成线性回归关系;除电动自行车比例因素之外,车速变异系数与其它各因素成线性回归关系。     

Using GPS-data to determine optimum electric vehicle ranges: A Michigan case study

Fuel-switching personal transportation from gasoline to electricity offers many advantages, including lower noise, zero local air pollution, and petroleum-independence. But alleviations of greenhouse gas (GHG) emissions are more nuanced, due to many factors, including the car’s battery range. We use GPS-based trip data to determine use type-specific, GHG-optimized ranges. The dataset comprises 412 cars and 384,869 individual trips in Ann Arbor, Michigan, USA. We use previously developed algorithms to determine driver types, such as using the car to commute or not. Calibrating an existing life cycle GHG model to a forecast, low-carbon grid for Ann Arbor, we find that the optimum range varies not only with the drive train architecture (plugin-hybrid versus battery-only) and charging technology (fast versus slow) but also with the driver type. Across the 108 scenarios we investigated, the range that yields lowest GHG varies from 65 km (55+ year old drivers, ultrafast charging, plugin-hybrid) to 158 km (16–34 year old drivers, overnight charging, battery-only). The optimum GHG reduction that electric cars offer – here conservatively measured versus gasoline-only hybrid cars – is fairly stable, between 29% (16–34 year old drivers, overnight charging, battery-only) and 46% (commuters, ultrafast charging, plugin-hybrid). The electrification of total distances is between 66% and 86%. However, if cars do not have the optimum range, these metrics drop substantially. We conclude that matching the range to drivers’ typical trip distances, charging technology, and drivetrain is a crucial pre-requisite for electric vehicles to achieve their highest potential to reduce GHG emissions in personal transportation.     

考虑溶洞空间形态的岩溶桩基稳定性分析方法

岩溶桩基的应用随岩溶地区交通工程建设的快速发展而越来越普遍,如何评价桩端岩溶顶板稳定性成为岩溶桩基设计的关键问题之一,针对目前桩端岩溶顶板稳定性分析平面假设的不完善性,考虑溶蚀作用形成的溶洞所具有的空间形态特征进行岩溶桩基稳定性分析。首先,将基桩作用下的岩溶顶板分别简化为固支梁、抛物线拱、圆拱与固支双向板等承载模型,采用结构力学与双向板分析理论建立不同模型的桩端岩溶顶板抗弯最小安全厚度计算方法;其次,通过计算结果对比分析,揭示岩溶顶板最小安全厚度随矢高的变化规律;在分析岩溶顶板冲切破坏与剪切破坏形式的基础上,探讨桩端岩溶顶板破坏模式的控制因素及其影响规律,进而获得桩端荷载、石灰岩抗拉强度、溶洞跨度与矢高等因素对桩端岩溶顶板承载特性的影响规律;然后,基于溶洞钻孔探测所得地质勘查信息构建岩溶桩基稳定性分析流程,提出考虑溶洞空间形态特征的岩溶桩基稳定性分析方法;最后,通过工程案例具体分析桩端岩溶顶板最小安全厚度及其破坏模式随矢高的变化规律。研究结果表明：桩端岩溶顶板破坏模式不仅与溶洞跨度、桩径有关,而且与溶洞形态及其矢高也密切相关,此外,石灰岩抗拉强度对岩溶顶板稳定性的影响同样较大,详细全面的工程勘察资料能使桩端岩溶顶板稳定性分析结果更接近实际情况。     

中心城区路网优化策略研究 ——以沧州市为例

为解决中心城区道路拥堵问题,分析了城区交通拥堵形成的主要原因,并基于此提出中心城区路网优化策略。以沧州市中心城区为例,详细阐述了其路网优化设计的基本思路和路网布局,最终得出沧州市中心城区路网优化设计方案。     

泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中的应用

泡沫轻质土作为近年来常用的一种新型材料,具有轻质性、整体性、抗压性、耐久性、环保性等良好的工程特性。与传统填料相比,泡沫轻质土的抗压及高强特性,对工后沉降的控制更具优势。特别当采用泡沫轻质土对路桥衔接段路基进行处理时,可大幅降低填土荷重,减少工后沉降及影响深度。现结合工程实例,详细阐述了泡沫轻质土在路桥衔接处路基处理中,采用的主要设计技术指标、设计要点及施工要点,为该材料在工程领域推广应用提供参考。     

基于体能消耗规律的游憩道路规划建设

随着当前社会经济的进步,我国旅游行业发展极为迅速,人们休闲意识的提升,旅游以及游憩活动在人们日常生活中逐步增多,而游憩作为人们旅游的重要组成内容,游憩道路必须结合人们体能消耗规律进行实时规划建设,虽然目前人类交通方式的多元化使得游憩活动空间障碍得以有效减少,但徒步游览仍是大部分观光型景区及游憩区的主要活动方式,这个过程中人们游憩道路过长,体能消耗所带来的疲劳感往往会导致其自身游览满意度降低,甚至对自身健康带来一定安全隐患,且老人和幼儿等特殊人群活动时间及活动方式有限,也使其对游憩道路要求更高。对基于体能消耗规律的游憩道路规划建设,进行分析探讨,并对其做相应整理和总结。