碎石保护结构防拖锚效果的DEM分析

在近海港口停泊地区,海底管线通常埋置在碎石保护结构中,以免遭受来自拖锚或抛锚的撞击而损伤.为评价走锚时碎石保护结构对海底管线的防护效果,基于碎石结构的离散特点,采用离散单元法(DEM)模拟了拖锚从细砂到碎石保护结构的运动过程,并与室内模型试验结果对比,验证了该方法的可行性.在此基础上,利用离散单元法研究了碎石保护结构的抗锚害机理,分析了不同碎石粒径、不同拖锚速度及不同初始拖锚位置时锚拖曳力、锚爪转角及锚爪爪尖轨迹等的变化规律.分析结果表明,碎石粒径和拖锚速度越大,锚爪爪尖在碎石层中抬升的高度越高,越有利于保护海底管线;从不同初始位置开始的拖锚运动,达到稳定运动状态时的拖曳力、锚爪爪尖轨迹及锚爪转角基本相同.该结果可以为海底管线碎石保护结构的设计提供依据.     

应急抛锚状态下拖锚对海管的撞击损伤

为了分析拖锚对海底管道的撞击损伤情况,运用ABAQUS软件,对应急抛锚情况下拖锚与海底管道进行建模。选取最危险的锚尖与管道正撞情况进行了数值模拟,根据碰撞后管壁的凹痕深度与管道外径的比值,对海底管道进行安全校核;同时选取了不同管壁厚度和管道长度进行了计算比较,得出了拖锚撞击损伤程度随海底管道的壁厚和管道长细比的增加而减小。最后将DNV规范计算结果与有限元数值模拟结果进行对比,发现规范计算值明显偏大。研究成果对分析海底管道受拖锚撞击损伤的变形规律、海底管道的设计及修复具有一定的实用意义。     

考虑人工边界的海底管线地震应力分析

海床动力响应分析一般将管线假定为刚性,没有考虑地震荷载作用下海床边界的等效处理,亦不能合理地考虑海床与管线的相互作用效应.基于Biot动力固结理论建立了海床-管线相互作用的计算模型,利用粘弹性人工边界,以大型有限元软件ADINA为平台对El-Centro地震波作用下的海底管线的动力响应进行分析,重点讨论了成层海床土对海床中孔隙水压力和海底管线内应力的影响.结果表明:海床土性的变化对海底管线的内应力影响不大,而对海底管线周围孔隙水压力的影响很重要.     

波浪荷载引起不同埋深管线周围海床响应和液化分析

为了研究波浪荷载引起海底管线周围海床的液化问题,以Biot方程的部分动力响应模型,即u-p模型为基础建立二维埋管海床数值模型,研究海底管线及其周围海床在波浪荷载作用下的动态响应问题,波浪荷载通过孔压边界施加到海床表面.在验证模型的基础上,研究埋管海床在波浪荷载作用下的响应与液化,分析不同管线埋深下海床土的孔压、竖向有效应力和液化范围的区别,并探讨波高、海床土渗透系数和饱和度等参数的影响.结果表明:管线埋深对周围海床土在波浪荷载作用下的响应和液化影响明显;管线的存在使得管线周围海床土的竖向有效应力出现应力集中现象;波高、海床土的渗透系数和饱和度对波浪引起管线周围海床土的响应影响明显.研究结果对海底管线在海洋环境中的安全稳定提供理论依据.     

坠物撞击海底管道损伤的BP神经网络预测模型

为预测坠物撞击饱和黏土海床上海底管道的损伤，建立了坠物撞击下饱和黏土海床与海底管道相互作用的动力有限元模型，结合海底管道实际工作条件的变化范围，分析坠物撞击能量、管道直径、壁厚、钢材等级、内压、海床土不排水抗剪强度6个参数对海底管道损伤的影响规律，将6个参数作为输入层参数，以管道损伤作为输出参数，将数值模拟结果作为训练样本，通过学习和训练构建形成了海底管道损伤预测的BP神经网络模型。研究结果表明：坠物撞击能量越大，管道损伤越大，管道损伤增长速率随坠物撞击能量的增大而趋缓；管道直径、壁厚、内压、管道屈服强度增加，管道损伤减小；饱和黏土海床不排水抗剪强度越大，管道损伤越大。建立的海底管道损伤BP神经网络预测模型，仅需要坠物撞击能量、管道直径、壁厚、钢材等级、内压和海床土不排水抗剪强度6个参数，模型简单、便捷，能够较好地预测饱和黏土海床海底管道受坠物撞击的损伤，数值算例涵盖了常见饱和黏土海床海底管道的工作条件，具有很好的适用性，为海底管道损伤预测提供了新思路。     

海底管线自沉过程研究

海底管线的稳定性是海底管线研究的重要内容之一.通过有限元软件ABAQUS,应用Mohr-Coulomb塑性模型,模拟海底管线自沉过程.通过进行海床土体初始地应力平衡、设置管土接触的方法,建立海底管土相互作用模型,分别计算了管线在自重和波流载荷联合作用下的管线变形及土体沉降量.计算结果显示,管线自重和波流载荷对管线的弯曲变形影响较大,对土体沉降量影响较小.同时通过对比模拟研究,发现管线水下重量、外径,土体粘聚力、内摩擦角都对土体沉降量有不同程度的影响,影响的大小程度取决于土体是否进入塑性屈服状态,参数的改变使土体越容易发生塑性屈服,土体的沉降量越大.     

波浪条件下海底管线与沙质海床间的相互作用

海底管线的稳定性问题是海底管线设计的关键问题之一.通过大型通用有限元软件ABAQUS,应用较为简单的线弹性模型,对海床采用平衡地应力、简化渗流力的方法,建立海底管线模型,初步模拟近海埋置管道与海床之间的相互作用,分别计算了管道在自重和简谐波浪荷载作用下的管道变形及受力状况.计算结果显示,管道自重造成的屈曲对管道的稳定性影响不大,但管道屈曲是破坏海底管道稳定性的最直接的重要原因之一,由于管道自身的屈曲,沿管道截面圆周上各点的位移差比管线整体位移小2个数量级.在自重和波浪荷载两者的共同作用下,管道受土体的挤压,产生较大的弯曲和较小的侧向扭曲,最大弯曲变形比自重作用下的管道最大变形小1个数量级,侧向扭曲位移较弯曲位移小2～3个数量级.     

深海管道在冲击载荷作用下的局部屈曲特性研究

水下落物撞击是海底管道的主要事故形式之一,而深水环境下的落物撞击是高静水压联合落物冲击载荷作用下的结构响应过程.采用LS-DYNA有限元软件建立了管道、海床数值模型,模拟外界水压和冲击载荷联合作用下结构动态响应过程,并通过全尺寸落物撞击实验结果验证了模型方法的可靠性.利用验证的模型方法,研究了外界水压对管道碰撞损伤及屈曲失稳的影响.研究表明:落物撞击主要对管道结构的初始稳定性造成影响,静水压力的附加做功加剧了管道的局部塑性变形.同时,随着外界水压增大,碰撞初始阶段的塑性变形越大,甚至在高静水压作用下发生即刻的屈曲失稳破坏.研究结果对复杂动力载荷作用下深海管道结构安全评估具有一定的参考价值.     

孤立波作用下埋管斜坡海床及海底管道的响应分析

通过建立孤立波-斜坡海床-海底管道耦合模型,研究在孤立波作用下近岸浅水区域埋管周围斜坡海床土体的孔隙水压力响应和海底管道的受力及位移.采用考虑k-ε湍流的Navier-Stokes方程模拟孤立波在海底斜坡上的破碎、爬升及回落过程,并且通过计算获得斜坡表面波压力;基于Biot固结方程,建立波压力作用下的斜坡模型;基于线弹性理论,利用偏微分方程建立海底管道模型;计算分析埋管海床土体的孔压响应特征及管道的受力与变形;通过与文献试验数据和解析解的对比,验证了该分析方法与模型的准确性;利用验证后的数值模型,计算在孤立波作用下斜坡海床埋置管道周围土体的孔隙水压力响应、纵向有效应力响应、管道的纵向受力及位移.数值模拟结果表明:在孤立波回落阶段,埋置于斜坡海岸线附近的管道周围土体孔压下降明显,管道出现较大上浮,相较于水平海床和斜坡坡脚,此处管道的受力和位移情况最为不利.另外,管道埋深、土体参数,以及波浪的破碎、爬升及回落过程都对计算结果有着重要的影响.     

海底岩溶隧道损伤-渗流耦合机制及其应用

目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲线在开挖面中线两侧存在较大差异,随着上覆海水压力的增加,沉降最大值出现小幅增长,其位置逐渐向溶洞中线处偏移;当施加充填水压时,地表沉降值、开挖面附近围岩位移值和衬砌最大主应力值均发生明显变化;随着充填水压的加载,隔水岩体的损伤值和损伤区域逐渐增大,渗透系数成数量级增长,形成的导水通道为开挖面发生突水突泥灾害埋下了隐患.结论计算结果对岩溶区隧道监测和突水灾害防治具有指导意义.     

空间环境对植物影响的研究进展

从蛋白质和基因水平分别介绍空间微重力、强电离辐射、亚磁场及空间综合因素对生物性状和遗传变异的影响,并对今后空间诱变育种的前景和存在问题加以概述。     

关于短信网关的分析论述

信息作为我们生活交流媒介的一部分,那么信息的接收和发送更值得我们深入的认识和研究.主要从短信网关的引入、短信网关的系统组成、短信网关的系统功能以及应用短信网关服务进行分析论述.     

基于Hyper-V的校内私有云构建研究

针对云计算的发展趋势,结合校园网基础设施特点,研究和分析了虚拟化技术和云计算模式,提出一种基于Hyper-V的私有云计算环境模式,并在校园网内实现了该模式的私有云构建,为云计算环境在高校的实现提供了具体方法。     

论企业负债经营及其相关问题分析

在目前企业普遍存在着自有资金短缺的情况下，负债经营已成为必要途径。负债经营可以提高企业的市场竞争能力，扩大生产规模，减少货币贬值的损失，降低综合资金成本；同时，负债经营也增加了企业的财务风险，企业要优化资本结构，保持适度的资产负债率，制定出最佳的负债财务计划。     

网格体系结构研究

本文从不同角度介绍了网格的概念,并明确网格体系结构的作用和目的,接着详细地描述了网格体系结构的两个方案———五层沙漏结构和开放网格服务结构,最后对网格的前景作了展望。     

绝缘体上硅高温压力传感器研究

采用有限元分析工具ANSYS完成了一种矩形弹性膜绝缘体上硅(SOI)高温压力传感器的优化设计，制作出样品，并与相同结构、工艺的多晶硅压力传感器进行了对比测试。结果表明：1：2的膜片宽长比可以使SOI压力传感器的灵敏度达到220mV／MPa，远大于多晶硅压力传感器的灵敏度(约50mV／MPa)。此外，该传感器能够工作在200℃的高温环境中，有良好的长期稳定性，30d内的零点时间漂移为0．12％。     

基于SOPC的SVPWM波形研究

介绍一种采用SOPC技术设计的SVPWM波形发生器,在FPGA中嵌入了32位NiosⅡ软核系统,用以处理SVPWM波形的计算、输出与显示等功能.利用可编程逻辑器件的可在线编程特点和SOPC的技术优势,灵活、快捷地将所需功能模块完全集成在单片的FPGA上,使电路的硬件结构简单,具有较高的性价比.     

Study on copper adsorption on olivine

The copper adsorption on olivine supplied by A/S Olivine production plant at Aheim in western Norway has been studied. The factors which affect the uptake of copper have been evaluated. The results reveal that the equilibrium PH in aqueous solution has the greatest influence on the copper adsorption thanks to the competitive adsorption between proton and copper ions, and the adsorption of copper to olivine increases rapidly with the pH increasing from 4 to 6. The initial copper concentration and olivine dose also possess significant effect on copper adsorption. The adsorption efficieny of copper increases with the increase of olivine dose or the decrease of initial copper concentration at the same pH. The ionic strength effect on the adsorption has also been investigated, but it owns little effect on the adsorption process of copper due to the formation of inner sphere surface complexation of copper on olivine. The experimental data show that olivine has a high acid buffer capacity and is an effective adsorbent for copper.     

基于AJAX的WebGIS应用

针对目前WebGIS中所存在的问题,介绍了AJAX方法的概念和内涵,提出了基于AJAX方法构建网络地理信息系统的思路。并以森林资源信息网络发布系统的原型开发为例,阐述了该方法的优点和一些关键技术。结果表明通过AJAX方法的使用不仅能够快速地实现森林资源信息的网络发布功能,而且能够很好地改善WebGIS应用中以地图为载体的地理信息的网络传播和显示速度,带来丰富的用户体验。