水下非接触爆炸冲击作用下悬浮隧道动力响应

为了研究水中悬浮隧道在近场非接触爆炸荷载作用下的运动学及动力学行为规律,通过任意拉格朗日欧拉耦合算法处理流固耦合和强间断流场模拟问题,采用Jones-Wilkins-Lee(JWL)方程和Mie-Gruenisen状态方程分别模拟爆生气体和水的压力,并利用基于势流理论和边界元法的LSDYNA有限元动力学程序实现上述问题求解计算,分析锚索支撑体系、炸药量和爆心距离对悬浮隧道结构位移、速度、加速度和应力的影响。结果表明:非接触爆炸冲击作用下,3种支撑体系的差异对悬浮隧道管段的位移、速度、加速度和应力影响较小,相同爆炸荷载作用下垂直支撑锚索的轴力远小于其他2种工况(组合支撑和倾斜支撑),组合支撑体系和倾斜支撑体系比垂直支撑体系锚索轴力最大值要大296%和283%;管体的位移、速度和应力随着炸药量增加近似呈线性增加,加速度近似呈抛物线增加,200,500kg炸药引起的管段跨中加速度比100kg炸药引起的加速度大26.2%和223%,炸药量是影响悬浮隧道结构安全性的关键因素;管段位移、速度、加速度和应力随着爆心距增加而近似呈幂函数下降;与2m爆心距相比,5,10,20m工况时加速度峰值分别下降了73.2%、94.2%、97.5%;通过回归分析和拟合函数可计算满足结构安全的允许炸药量和安全距离,进而为非接触爆炸荷载作用下悬浮隧道的安全性评价提供依据。     

基于海绵城市理念的城市绿地体系构建

城市发展速度日益加快,大规模的城市开发对城市规划要求越来越高,城市居民居住环境的好坏,直接影响了城市居住的质量和优越性。本文在介绍了海绵城市理念的基础上,引出了城市绿地体系的概念,结合多技术措施方法建设城市绿地体系,逐步改善城市生态环境,致力建设宜居生态城市,有效解决城市内涝问题,调节生态功能,建设生态文明城市。     

基于综合稳定指数的中国金融体系稳定性研究

针对现有文献在度量我国金融稳定性指标体系上的缺陷和不足,文章通过建立一个金融体系的综合稳定指数,以2004年-2011年相关数据为样本对当前我国金融稳定水平进行测度。研究发现2004年以来,我国金融体系总体较稳定,受2008年金融危机影响,我国金融体系在2008年4季度稳定性最弱,2009年稳定性上升,2010年以后我国的金融稳定性又趋于下降。文章度量的金融稳定综合指数与我国的金融运行情况有很高的匹配度。实证分析的结果更进一步验证和说明金融稳定综合指数度量结果的合理性和准确性。     

仿生水草垫在航道整治护滩工程中的应用

针对三峡水库蓄水后,来沙量大幅减少的实际情况,在长江中游荆江窑监河段新河口边滩护滩工程缓流区,开展了仿柔性植被水草垫促淤结构现场试验,取得了较好的工程效果。对水草垫促淤结构的设计思路、构件设计、促淤机理和施工工艺进行阐述,并对工程效果进行分析。该结构丰富了航道整治工程促淤结构形式。     

通海管路排出口结构优化对声学特性的影响分析

为了降低通海管路系统对水动力噪声的影响,本文选取排出口为研究对象,采用仿真软件Ansys Workbench建立几何模型,划分网格,进行声学数值仿真计算。提出排出口结构优化设计思路,分析了不同结构形式的排出口对声学特性的影响,最终得出排出口优化结构。结果表明,在有无外流场条件下,排出口优化结构的声学特性均明显优于其原始结构的声学特性,表明排出口优化结构具有较好的降噪效果。     

码头基槽深水深层无填料振冲施工技术研究

振冲法常被应用于码头后方堆场的地基加固,但将其用于处理重力式码头水下基槽却较为鲜见。以科特迪瓦阿比让港口扩建项目为依托,深入研究了重力式码头地基深水深层砂振冲施工中的主要技术问题。本文研究旨在对深水深层振冲工法的理论研究进行完善,为类似项目施工提供经验,为重力式码头地基处理设计提供新的思路。     

基于线性矩阵不等式的船舶动力定位滑模控制

为了解决具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统的控制问题, 提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模控制算法; 将跟踪误差设计为滑模函数, 设计线性矩阵不等式, 求解状态反馈增益; 基于二次型Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性; 设计切换函数, 使系统对不确定性和外加干扰具有较强的鲁棒性, 避免出现抖振现象; 对基于线性矩阵不等式的滑模控制器进行仿真, 计算出动力定位船舶在无扰动的匀速运动和有外界环境扰动的变速运动2种不同情况下的前进速度、横荡速度、艏向角速度、前进加速度、横荡加速度、艏向角加速度、前进控制力、横荡控制力和艏向控制力矩等; 分析了状态反馈增益线性矩阵、边界层、切换项增益等参数对控制性能的影响。研究结果表明: 采用基本滑模控制使前进速度达到期望值所需的上升时间为29s, 而新算法为15s, 节约了48.28%;采用基本滑模控制使横荡速度达到期望值所需的上升时间为24s, 而新算法为14s, 节约了41.67%;采用基本滑模控制使艏向角速度达到期望值所需的上升时间为13s, 而新算法为10s, 节约了23.08%。可见, 设计的控制器对有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统都具有较强的鲁棒性, 具有控制输入连续、控制抖振小、不存在过高增益等特点。      

富水弱胶结地层地铁隧道裂隙水涌水量分析

针对复杂地质条件下浅埋地铁隧道裂隙水涌水量预测问题,文章以青岛地铁2号线枣李区间隧道为工程背景,基于等效连续介质模型,利用复变函数理论转换岩土体渗流区域和边界条件,推导了适用于浅埋地铁隧道涌水量的计算公式,确定了合理注浆圈参数;并建立了地铁隧道涌水量计算模型,通过流固耦合分析研究了不同注浆圈厚度条件下地铁隧道涌水量变化规律,验证了工程现场实测数据和数值模拟结果与理论解析值的吻合度。结果表明:隧道涌水量随着注浆圈厚度的增大或渗透系数的减小而降低;考虑到地铁隧道涌水量控制标准、经济合理性等要求,确定注浆圈厚度为4 m、渗透系数为0.009 8作为最优合理注浆圈参数;地铁隧道涌水量计算公式解析值与模拟值、实测值在误差允许范围内基本吻合,验证了计算公式的正确性和适用性。     

A hybrid firefly algorithm for optimizing fractional proportional-integral-derivative controller in ship steering

In this paper, a new algorithm which integrates the powerful firefly algorithm(FA) and the ant colony optimization(ACO) has been used in tracking control of ship steering for optimization of fractional-order proportional-integral-derivative(FOPID) controller gains. Particle swarm optimization(PSO) algorithm is also used to optimize FOPID controllers, and their performances are compared. It is found that FA optimized FOPID controller gives better performance than others. Sensitivity analysis has been carried out to see the robustness of optimum FOPID gains obtained at nominal conditions to wide changes in system parameters, and the optimum FOPID gains need not be reset for wide changes in system parameters.