非恒定流作用下输沙率变化过程研究*

通航河流修建水利枢纽后,调峰发电下泄类似“人造洪峰”的非恒定流和含沙量趋近于零的清水,破坏了河流的平衡,给河床演变、航道整治技术等带来新的课题。通过水槽试验、理论分析等手段,研究枢纽下游非恒定流作用下均匀沙的起动与输移规律。研究认为：非恒定流作用下输沙率变化过程与水流条件具有不同步性,并与水流非恒定强度P有关,当P＞032时,水流参数峰值一般先于输沙率峰值;当P＜032时,水流参数峰值滞后于输沙率峰值。     

三峡工程对长江下游感潮河段极值水位的影响

以往河流极值水位的研究往往选取年最大和最小水位开展分析,但这容易忽略了小概率因素带来的随机性的影响。为了更合理揭示长江感潮河段极值水位的演变趋势,并分析三峡工程对其影响,文章通过概率密度函数法及NS_TIDE调和分析,分析了长江下游感潮河段极值水位的演变规律。结果表明:三峡工程的流量调节对长江下游高水位有着显著的影响,高水位的变化在三峡工程建成前后由上升变为下降趋势,但三峡工程对于低水位的影响较小;而在三峡工程流量调控的影响下,分潮振幅变化趋势与概率密度函数法得到的水位变化趋势相反,即对极值水位影响也相反,表明长江口感潮河段由于三峡工程流量调节后,导致潮汐振幅的改变对极值水位的影响较小,极值水位的变化直接对流量条件的响应更为显著。     

两种分布曲线快速选型法在水文极值分析中的应用

本文结合菲律宾马尼拉湾某项目,采用两种理论分布快速选型方法,即偏度系数Cs与峰度系数Ck相对关系快速选型方法和K-S检验/A-D检验快速选型方法,进行理论分布选型的定量分析和极值风速拟合分析。两种方法优选推荐的理论分布函数基本一致,不同理论分布对同一组样本的拟合度存在一定差异,实际应用中建议双向验证,从而选出最适合样本的理论分布。采用不同推荐理论分布计算得到极值基本一致,结合国内外规范对极值风速理论分布的介绍,建议理论分布的选择,应以拟合最佳为原则进行选配,同时要确定外推值的置信区间。所得成果可为类似水文设计参数分析提供参考。     

基于知识融合的船舶能耗决策支持系统

在建立船舶能耗评价模型基础上,针对能耗影响因素众多,提出了基于知识融合的船舶能耗决策支持系统的研究。以船舶能耗为对象,应用系统辨识理论,建立重点设备能耗模型库;以方法、经验和案例为基础,建立船舶能耗知识库;融合模型库、知识库、关系数据库等多源知识,建立船舶能耗评价与决策支持系统。以实现船舶航运管理、船舶操纵控制、航线设计以及船舶设计等各个过程的决策支持。     

船闸对通航河流生态的影响研究*

通航河流上人类活动频繁,且大坝的修建使得河流生态受到不同程度的损害,河流生态承受巨大的压力。基于全球34条黄金航道、全球大坝数据和生态指标数据,采用回归分析、因子分析的方法,研究修建大坝对河流生态的影响与运行船闸降低河流生态压力的作用。结果显示,大坝的修建显著增加了河流生态压力,而运行船闸可降低河流生态压力升高幅度,对生态具有改善作用。不同航道开发率的河流有无船闸处的生态压力不一致,高大坝密度航道越易凸显船闸对河流生态的调节作用。研究成果可为生态环境保护目标下的河流航运规划建设提供理论支撑。     

Truss Spar平台总体结构强度分析

在南海百年一遇海况条件下,综合考虑风、浪、流载荷的联合作用,在频域范围内计算平台的纵摇和横摇极值响应以及锚缆的张力。根据不同浪向下的结构应力谱分析确定的设计波参数,基于三维势流理论和Morison公式计算一阶波浪力,采用规范推荐的公式计算风、流载荷。在准静力条件下,根据ABS规范推荐的强度准则,针对精细化的混合有限元结构模型进行总体强度分析。     

双场桥集装箱堆场效能仿真研究*

以双场桥集装箱堆场为研究对象，通过建立堆场作业多智能体仿真模型，研究接力作业模式下堆场的作业效率和能耗。模拟在自动导引车和港外集卡抵达时间不确定性的条件下双场桥复杂的作业过程，实现堆场机械功率和能耗的定量计算。通过对作业效率和能耗指标的定量分析，探究不同工况下接力区位置对堆场效率和设备能耗的影响。结果表明：堆场作业仿真模型可有效模拟堆场设备作业流程及其交互行为，并得到不同工况下的效率和能耗指标值。此外，最大效率和最小能耗对应的接力区位置不尽相同，应根据具体工况合理设计接力区来实现效率和能耗的双目标。     

山区河流泥石流灾害防治技术研究

为改善通航条件、提高航道等级,对山区河流泥石流灾害防治技术进行了研究.根据形成机理、运动规律、成灾机制、岸坡的地形地貌特点,把山区河流型泥石流分为坡面流和沟谷流;基于土质结构原理与岩土稳定理论,提出了修复植被、规范人类行为与截流排水、拦粗排细、转向导流等工程防治技术相结合的山区河流泥石流灾害的综合防治技术.结果表明,该...     

半潜式平台全寿命期极值载荷的确定

基于三维势流理论和Morison方程对一半潜平台生存工况下4种特征波浪载荷进行了预报,研究了平台湿表面网格尺寸与计算时间的关系,并考查了平台杆件对波浪载荷的影响.研究了不同海况资料对长期预报结果的影响,以及浪向和海况对波浪载荷长期极值分布的影响.通过短期结果、长期结果以及简化公式计算结果的对比,发现南海特征严重海况的短期最可能极值与长期预报中10-8超越概率下的结果相当,而简化公式结果在量级上与前两者保持一致.研究结果对平台结构在恶劣海况中的极值设计载荷的确定具有指导意义.     

规范及设计工况对单点系泊系统设计的影响

针对南海单点系泊系统具体案例,考虑不同规范规定的多风浪流组合工况,通过水动力频域计算及系泊系统时域分析,得出不同工况下的系泊力数据,认为在波高周期相同的前提下,基于不同规范的系泊分析结果接近;与以往"采用环境条件的主极值和条件极值进行计算分析"的方法相比,采用方向极值进行单点系泊系统的设计更为科学可靠。     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

清水江干流平寨航电枢纽泄水闸断面模型试验

低水头泄水建筑物的消能防冲是一个十分普遍的水力学问题,影响其消能工的水力特性及消能机理的因素非常复杂,日前尚无成熟的理论方法解决这一问题。针对贵州省清水江梯级开发已建的水利枢纽水头低、单宽流量大的特点,对平寨泄水建筑物消能工进行水工断面模型试验。其成果不仅为平寨航电枢纽泄水闸布置方案的技术合理性提供了必要的依据,同时对开展同类问题的研究具有参考价值。     

复杂滩群分汊航道演变与整治——以乌江郭母子为例

从水沙运动和河道演变的关系研究了乌江郭母子滩碍航机理与航道整治。通过比较不同方案的物理模型试验结果,优化了整治措施。研究发现,河道形态的演化过程遵循平衡态的最大熵原理和非平衡态的最小熵增加率原理,用能量语言描述就是最小的水流功率损失,航道整治的实质是用工程措施改变能量在空间上分配的过程。     

生态型立体网状护坡结构稳定性试验研究

针对常规生态护坡结构消能减速功能差、生态效果不佳等问题,基于三维立体透空消能思想和生态环境保全的孔隙理论,研发了一种新型生态型护坡结构——立体网状护坡结构,提出该结构的生态设计理念.通过概化水槽试验,研究陶粒混凝土和素混凝土两种材料结构在波流耦合作用下的稳定性,提出了增强结构稳定性的相关措施.生态型立体网状护坡结构可用...     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

造船企业压缩空气管网水力计算分析

对某大型造船公司的压缩空气管网进行合理简化,得出可以用于管网水力计算的拓扑图,在此基础上建立各管段的压降方程、节点流量方程和环路能量方程等基本数学方程,最后选择几种基本的调度方案进行模拟计算,并分析和提出降低电能消耗可以采取的措施。     

The hydraulic performance and structural integrity of A-Jack armour layer

A-Jacks are concrete armor units that are used in both open channel and coastal applications.In open channel applications,they are used for bank and toe protection,flow and grade control,bridge pier scour protection,energy dissipation,and habitat.These small units may be fabricated in standard block machines.In coastal applications,A-Jacks are used in breakwaters,jetties,revetments,and habitat development.Coastal units are generally much larger and more robust than the small open channel units.This paper focuses on coastal applications and in particular,combines results on three topics:(1)recent hydraulic model studies,(2)alternative fabrication methods,and(3)bundle placement construction methods.Hydraulic models studies were conducted that examined the standard random and uniform placement methods,and also the bundle placement method.In bundle placement,3~20 A-Jacks are banded together,lifted with a spreader bar,and placed as a single crane pick.This significantly decreases installation time during construction.It also provides a more hydraulically stable placement technique.The hydraulic model tests examined the bundle stability in random waves for cases where the binding remains in tack and is removed.The geometry of A-Jacks enables a variety of fabrication techniques.One option is to fabricate the A-Jacks as two pieces using flat forms and then grout the two pieces together.Flat forms may be used in conventional block machines for A-Jacks sizes up to 1.3 m.Larger sizes may be wet cast in flat forms or gang forms.The A-Jacks geometry has been recently modified to increase grouting efficient and strength.Large A- Jacks may also be cast in a single piece using "clam shell" type forms.     

船坞竖井闸阀输水廊道水力特性的数值模拟研究

近年来,竖井闸阀输水廊道已广泛应用于新建大型修造船坞中。结合某竖井闸阀输水廊道的模型试验,运用FLUENT软件对廊道的水力特性进行三维数值模拟,研究廊道中水流的流速、压强、湍流动能和湍流耗散率等参数的分布规律和输水廊道的安全性。通过对消能段湍流参数的分析发现,在进水井中水流形成的漩涡和水流与壁面的撞击是消耗水流动能主因。不同水位条件下廊道内水流压力的数值模拟结果与模型试验结果吻合性较好,进一步验证了数值模拟计算的可靠性和采用数值模拟方法辅助优化输水廊道设计的可行性。     

单个透水框架的三维数值模拟研究

透水框架因其具有较好的防冲促淤功能,在航道整治中得到了广泛的应用。主要对单个四面六边体透水框架和双工字型透水框架进行三维水流数值模拟,揭示其防冲促淤机理,并对两者之间的差别进行对比分析。结果表明:透水框架通过改变水流的大小和方向及加速水流能量的消耗来促进泥沙的淤积,相对于四面六边体透水框架,双工字型透水框架具有更好的防冲促淤能力。     

基于解析法的船-平台碰撞耗散能快速估算方法

海洋平台在作业过程中存在遭受船舶碰撞的潜在危险,一旦事故发生将可能导致结构产生严重损伤从而影响平台的作业安全,因此在平台结构设计阶段考虑其抗撞性能具有重要意义.本文以供应船撞击半潜平台为研究对象,基于碰撞外部动力学分析理论,在浮式平台规范法耗散能计算基础上,运用解析法推导出考虑平台艏摇运动响应的船舶非对心撞击平台耗散能求解方程,同时借鉴船-船碰撞耗散能估算方法,得到一般碰撞场景即考虑船-平台在碰撞过程中相对运动的耗散能解析式,并自编计算耗散能程序,实现船-平台碰撞碰撞耗散能的快速估算.最后通过非线性有限元分析(NLFEA)方法,计算出供应船与平台在碰撞过程产生的应变能并与解析法的算例结果进行对比,结果表明:规范法耗散能估算方法较为保守,不适用于一般碰撞场景下的耗散能估算;本文所提出的耗散能解析法可用于准确可靠地估算相类似船-平台碰撞场景下撞击船的耗散能.