一种求解时间关联型缓坡方程的数值方法

以含底摩阻能量耗散项的时间关联型缓坡方程为控制方程,建立了一种具有二阶精度的数值离散格式.该格式对时间导数使用Euler预测-校正格式离散;对空间导数使用中心差分格式离散.基于统一边界条件表达式,对边界条件进行处理.数值解与物理模型实验值吻合较好,表明数值模拟模型可以有效地模拟波面随时间和空间的变化以及波高的空间分布.     

阶梯状来流中立管的涡激振动响应预报

将变参数受拉柔性梁的有限元模态分析与涡激振动预报结合在一起,建立了变参数柔性立管的横向涡激振动预报模型,考虑到海洋立管的模态信息与涡激振动响应高度耦合,为合理计算附加质量对模态信息的影响,模态分析与涡激振动响应预报迭代进行.其中,使用有限元方法对立管进行模态分析,考虑了质量、拉力、抗弯刚度沿立管轴向的变化;在此基础上,涡激振动响应计算在各个模态上分别进行.在出现多模态参与的情况时,比较各模态的振幅,对模态受力进行折减.与近期阶梯状来流作用下立管涡激振动实验结果的比较显示,本文模型是有效的.     

薄壁梁轴向碰撞下的动力弹性分析

对薄壁梁的轴向碰撞问题进行了理论分析．考虑具有非对称断面和弯曲初始缺陷的薄壁梁受质量轴向对心碰撞的情形，计及弯扭耦合、轴向惯性、横向惯性和扭转惯性的影响，建立了薄壁梁轴向碰撞下的动力学方程式．采用有限差分的方法对控制微分方程进行了求解．以槽形断面薄壁梁为例进行了算例计算和分析．分析中考虑梁的动力弹性屈曲问题，并对初始缺陷和碰撞速度的影响进行了讨论，得出了有意义的结论．     

卫星构架结构固有频率特性的试验研究和优化设计

以某卫星构架结构为研究对象，在有限元分析和模态试验验证的基础上，建立合理的优化模型，采用序列二次规划法进行固有频率的优化分析，力求尽可能地降低构架结构的总质量，同时保持原有的模态特性基本不变．优化结果表明，减重效果显著，即星上结构部件的减重潜力以及优化设计在工程设计领域的应用具有现实意义．     

深基坑开挖对邻近不同基础型式建筑物影响的数值分析

为了解深基坑开挖对邻近不同基础型式建筑物的影响规律,在考虑土体小应变刚度行为的基础上,研究条形基础、箱型基础及桩基础的多层建筑物在与基坑不同距离条件下,其总沉降量、差异沉降量及角变量的变化规律。研究表明:条形基础建筑物的最大沉降量随着与基坑距离增大而降低,差异沉降和角变量则随着与基坑的距离增大而增加。当围护墙与建筑物外墙水平距离d=0.8H_e(H_e为基坑开挖深度)时差异沉降和角变量达到峰值;箱型基础建筑物在距离基坑0.3H_e时沉降量最大,差异沉降和角变量随远离基坑而增加并在d=0.8H_e时达到峰值;且比条形基础时的差异沉降和角变量峰值分别高出17.2%和16.9%;桩基础建筑物最大沉降量随着远离基坑而逐渐减小,差异沉降和角变量峰值均在d=0.3H_e时出现;对于最大差异沉降,箱型基础条形基础桩基础;对于角变量,则是箱型基础桩基础条形基础。总体来看,相同条件下箱形基础建筑物受基坑开挖的影响最大。     

硬化非高斯结构响应首次穿越的Monte Carlo模拟

在对比分析已有硬化非高斯模型(Winterstein硬化模型、Ding和Chen模型)的基础上,提出了一个基于Zhao和Lu模型的新硬化非高斯模型.新模型预测偏度和峰度的误差比既有硬化模型小,且最大误差分别为0.311和0.479,表明新模型具有良好的精度;同时新模型扩展了Zhao和Lu模型的适用范围.最后运用新硬化模型模拟硬化非高斯过程样本,发展了硬化非高斯结构响应首次穿越的Monte Carlo模拟方法.数值算例验证了本文方法用于硬化非高斯结构响应首次穿越失效概率计算有较高的精度;杭州新火车东站大跨屋盖以及南水北调工程渡槽结构工程实例说明了本文方法的使用过程.     

水下航行器附连水质量的理论及实验研究

以二维无限长圆柱在水下的垂向振动为例,对其有限区域的不可压缩流场进行分析;通过数值计算并借鉴刘易斯法,分析了水域宽度比、水深比和浸没深度比等无量纲参数对刚体附连水质量的影响;提出了水下航行器附连水质量的快速预测公式.结果表明:刚性壁面可使刚体的附连水质量增大,但当刚体与壁面的距离增加到一定程度(截面半径的5倍)时,刚性壁面的影响可以忽略;自由表面可使刚体的附连水质量减小,当刚体与自由表面的距离达到截面半径的6倍时,可以忽略自由表面的影响;当刚体的垂向运动频率较高或刚体与自由表面的距离较大时,可以认为自由表面的速度势为零.     

固定于水面的多个半圆形结构物的水波Bragg反射

基于线性波浪理论,应用边界元法(BEM)研究固定于静水面的多个半圆形结构物的水波Bragg反射现象.计算固定于海底的多个半圆形结构物的反射系数,并将计算结果与文献中的理论解进行比较,以验证BEM的正确性.计算并对比水面单个半圆形结构和多个半圆形结构的反射系数,以证明基于Bragg反射原理的多个结构物衰减波浪的有效性.进而分析多个半圆形结构物的个数、半径、间距等参数对Bragg反射特性的影响,研究结果可为基于Bragg反射原理的防波堤设计提供参考依据.     

超声雾化液体除湿系统对室内空气品质的影响

研究了超声雾化液体除湿空调系统对室内空气品质的影响,得到室内空气中氯化锂质量浓度的安全阈值为70μg/m~3.通过实验分析了入口溶液中氯化锂的质量分数(w_i)、除雾器孔隙率等对空气带液量的影响.当w_i由31.5%上升至38.8%时,空气带液量也随之上升,最高为26.93μg/m~3.除雾器的孔隙率显著影响空气带液量,应使用孔隙率低于93.5%的丝网除雾器.在最不利工况下,该系统空气带液量未超过安全阈值,表明对室内空气品质没有影响.研究成果对超声雾化液体除湿系统的推广有一定指导意义.     

既有混凝土码头的时变氯离子扩散过程

为了研究不同暴露环境(大气区、潮差区和浪溅区)对氯离子在混凝土中传输的影响,以及氯离子扩散过程的时变特性,对北部湾某码头的混凝土现场耐久性进行了检测,得到了不同深度混凝土试样的自由氯离子浓度.结果表明,在同一侵蚀深度,浪溅区的氯离子浓度最大,潮差区的次之,大气区的最小,拟合得到的表面氯离子浓度和表观氯离子扩散系数亦表现出了相同特性;浪溅区是影响临海钢筋混凝土结构耐久性的最不利暴露环境;氯离子扩散系数随侵蚀时间递减,时间参数为服从正态分布的随机变量,大气区、潮差区和浪溅区时间参数的均值分别为0.19,0.36和0.43;在钢筋混凝土结构的耐久性分析中应考虑氯离子扩散系数的时变特性.