土岩交错地层隧道爆破施工的振动响应及空洞效应分析

以汕湛高速揭博段水墩隧道为工程背景,运用数值模拟计算的方法,建立上软下硬地层下爆破振动的有限元计算模型,对爆破荷载作用下上部初期支护和围岩的振动响应及空洞效应进行研究。结果表明： 1）掌子面下部基岩爆破施工的振动荷载主要通过支护结构传递给拱顶围岩,而掌子面上部前方围岩（未成洞区）和后方围岩（成洞区）振动分布并不对称,其中成洞区围岩的振动速度和振动范围远大于未成洞区,说明上软下硬地层隧道爆破振动存在空洞效应; 2）成洞区单向约束是造成振动加剧的根本原因,围岩振动的纵向最不利位置为掌子面后方约2 m处,径向为软硬交界结构面与隧道外轮廓的切点处; 3）振动方向以径向为主,即拱顶围岩振动以竖向振动为主,初期支护拱脚以水平振动为主; 4）距离掌子面1倍(洞径)范围的拱顶围岩及初期支护拱脚是控制爆破振动的关键部位。     

基于响应面法及有限元模拟的小半径弯管成形优化

结合响应面法分析与有限元模拟,研究多因子作用、多指标限制下的弯管成形,为船用弯管生产的模具配置提供技术支撑。针对某尺度的小半径弯管,基于四个设计因子,考察起皱率、减薄率及扁平度三个成形指标。利用"中心复合设计"制定试验方案,共进行25次有限元试验;得到指标响应模型,给出因子影响规律及推荐取值;获得主要限制指标及同时满足三重指标的合格区域;验证某优化点,成形指标均满足要求,且与响应面预测值吻合较好。     

基于OIPSO算法的环境最优动力定位控制器设计

环境最优动力定位控制是一种以能量消耗最少为目标的动力定位控制方法,在不需要任何环境传感器的情况下,使其保持在设定区域且消耗能量最少,节约燃料、减少有害气体的排放。首先,提出一种带有目标性初始化粒子群的改进粒子群优化算法(OIPSO),通过引入混沌算子,利用信息熵进行评估对初始化粒子种群进行调整以提高粒子群算法全局搜索能力和收敛速度,具有大范围全局寻优能力。其次,研究设计环境最优艏向控制器控制律,该控制律能满足欠驱动船舶动力定位的控制需求。最后以Cyber Ship Ⅱ动力定位模型船为对象进行仿真验证。结果表明,所提出的寻优算法和改进控制律达到了设计的目的。     

波流联合作用下多分枝拖曳线列阵回转过程的动力学分析

参考某海洋地震多分枝拖曳线列阵具体参数和该拖船的海浪响应幅值算子(RAO),结合该船工作时的具体过程,利用大型水动力分析软件Orca Flex建立了多分枝线列阵回转过程时的动力学分析简化模型,实现了对多分枝拖曳线列阵在回转过程中的动力学分析,得到了波流联合作用下,各个拖缆的张力和曲率沿缆长方向的变化规律及各个缆索拖曳点End A和拖曳缆索拖曳尾端End B的张力值在时域上的变化图像。结合计算结果,给出了多分枝拖曳线列阵在回转过程中的优化设计方案。     

船舶空调负荷动态与稳态算法比较与分析

基于热反应系数法,重点考虑太阳辐射和航速的影响,构建了船舶空调动态负荷计算模型。以某远洋航线的典型工况,选取船舶居住舱室为研究对象,应用动态和稳态方法,分别计算分析了其空调负荷变化规律。结果表明,动态算法得出的围壁传热、窗户得热、人员和照明散热冷负荷、新风冷负荷、舱室总冷负荷仅分别为稳态算法数值的45.4%、35.2%、40.2%、39.7%和40.6%,用动态负荷计算模型可以实时掌握船舶空调负荷变化规律。     

蒸汽阀动态流阻特性研究

某热力系统中蒸汽阀动态流阻特性对其总体性能设计十分关键。由于该蒸汽阀结构特殊、流速高,无法借鉴一般蒸汽阀门的流阻特性,且仿真分析难以获得较准确的数值,需进行试验研究。基于蓄热器放汽过程流量计算原理,建立了蒸汽阀动态流阻特性试验研究的一般原理、试验分析数学模型等试验研究方法,并通过多工况动态试验验证,获得了本蒸汽阀的动态流阻特性,为该热力系统的设计提供了有力支撑。同时该试验研究方法,可推广应用于类似蒸汽调节阀的动态流阻特性研究。     

水下转塔生产系统解脱过程中的水动力特性研究

考虑到南海的恶劣海况对系统立管以及锚链的水动力作用,通过数值计算与Orcaflex模拟了水下转塔生产系统在解脱过程中的动态响应,并分析了恶劣海况对系统解脱过程中各参数的影响,所得结果对水下转塔生产系统的实际应用具有指导性意义。     

自升式平台拖航工况下运动响应预报

拖航工况是自升式平台结构安全评估的重要工况之一,惯性载荷是拖航工况评估中必须考虑的载荷之一,其计算通常依靠假定平台做简谐运动来实现,而这种假定是否可靠是未知的。为确定拖航工况下自升式平台所遭受的惯性载荷,文中利用SESAM软件及线性势流理论直接数值求解平台的运动响应RAO,并对垂荡、横摇和纵摇进行预报,将预报结果与简谐运动的假定进行比较。根据比较可知,简谐运动的假定是非常保守的假定。     

定位桩式游艇码头在波浪及靠泊作用下的动力响应

游艇码头在国内是一种较新的结构形式,为便于上下游艇,游艇码头为浮动式结构,定位桩是应用较多的一种锚固形式。由于全直桩情况下水平荷载引起的位移较大,浮码头自身质量又较小,在受到简谐波浪荷载或船舶靠泊撞击的冲击荷载时,易引起码头结构的动力响应,从而增加了定位桩的内力、降低了结构安全性。在强迫动力响应理论基础上,结合有限元的方法分析定位桩式游艇码头在波浪荷载及靠泊撞击力下的动力响应,并推导出适合游艇码头结构段使用的简化计算方法,为设计工作提供了依据。