深水悬链锚泊线阻尼计算

深水悬链锚泊线的阻尼主要包括流体动力阻尼、内阻尼和海床摩擦阻尼。除内阻尼由材料特性决定以外,流体动力阻尼和海床摩擦阻尼受上部浮体运动的影响比较显著。利用单根锚泊线由于上部浮体运动而吸收的能量来计算锚泊阻尼。锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,利用Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载。用有限元方法进行非线性时域动力分析,计算在不同流速分布条件下,上部浮体分别发生慢漂运动和波频运动时的锚泊线动力响应,比较不同工况下锚泊线的最大张力和流体动力阻尼。考虑锚泊线与海床之间的接触摩擦,比较不同摩擦系数时锚泊线的最大张力,并对摩擦阻尼进行计算。     

海上风力发电机组支撑结构动力特性分析

采用欧拉-伯努利梁模型来模拟海上风力发电机组的支撑结构,利用通用有限元软件ANSYS对机组支撑结构进行计算建模。在此基础上,分析了风力发电机组上端结构质量（风轮、机舱等）、整个机组重力以及海水对支撑结构固有频率的影响,并给出瞬态冲击下支撑结构的动力响应历程。计算结果表明,在计算海上风力发电机组支撑结构固有频率时应考虑上端结构质量的影响,可以不考虑重力的影响,而海水对高阶固有频率影响很大;在瞬态冲击下,上端结构质量使得支撑结构响应变得平缓。     

通过附加浮筒改良的张力腿平台多体耦合运动响应

为了改善张力腿平台在极端海洋环境下的运动响应,提出了在张力腿上附加浮筒的新形改良方式,建立了附加浮筒后张力腿平台多体耦合运动分析模型,并给出了在时域下对该模型迭代求解的方法。考虑不同的附加浮筒尺寸和就位水深,应用绕射和辐射波浪理论和流体动力学分析软件AQWA12.0,数值模拟了平台上体及附加浮筒的水动力参数,分析了在风、浪、流分别作用和联合作用下平台上体、多个附加浮筒以及张力腿之间的多体耦合运动响应。结果表明：张力腿平台的纵荡和垂荡响应主要由风和流引起,纵摇主要由波浪引起;附加浮筒能明显减小张力腿平台各方向的总的和低频慢漂部分的运动响应,作用效果将受到附加浮筒尺寸和就位水深的影响,而平台波频部分的运动响应没有明显改变。     

人-桥侧向动力相互作用下的动力放大系数分析

从社会力模型和人桥相互作用的机理出发研究了柔性人行桥在人桥相互作用下侧向振动的动力放大系数。首先将人行激励分解为固有侧向力和附加侧向力,分别采用傅里叶级数模型和社会力模型表示上述侧向力,从而建立考虑负阻尼的强迫振动模型。结合该模型推导出动力放大系数的表达式,在此基础上给出了基于动力放大系数的结构动力响应的简化计算方法。最后,结合某人行桥结构,对比分析了采用建议的估算方法与时程模拟结果的差异,证实了简化计算方法的有效性。     

边界条件设置及输入地震波特性对边坡动力响应影响分析

对有限计算域边界处理是边坡动力有限元计算的重要问题之一,本文利用有限元弹塑性动力分析方法,把边坡动力响应分析中边界条件设置概括为5种情况,输入3条实测地震波,研究边界条件设置和地震波特性对边坡位移响应、加速度响应以及频谱的影响。研究表明设置不同的边界条件及输入不同地震波,边坡动力响应结果有显著差异。研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的响应特性,为边坡的动力破坏机理研究和提高边坡稳定性分析评价的可靠性奠定基础。     

输电塔线体系断线非线性动力分析

以某500 k V高压输电线路为研究对象,建立三塔四线输电塔-线体系精细化有限元模型,在考虑跌落导(地)线与地面碰撞接触基础上,对其进行了不同断线位置以及不同断线根数的隐式非线性动力分析。结果表明:断线点位置对断线瞬间的冲击作用影响较小;断线后断线一侧张力衰减系数随着导线挂点位置增高而单调递减;未断线一侧张力衰减系数随着挂点位置增高先减小后增大;耐张塔张拉作用系数远大于直线塔;耐张塔的断线动力放大系数在1.1~1.5。在断多根线的最不利工况下研究了耐张塔的扭转破坏和弯曲破坏两种失效模式。     

铝合金薄板的铣削动力响应特性仿真与实验研究

铣削加工时铣削力周期性变化,引起的工件动态应力和应变对残余应力及振动有重要影响,明确铣削过程中的动力响应规律可以有效调控残余应力的产生与再分布。以铝合金工件为例,基于ABAQUS仿真软件建立了三维动态铣削仿真模型,获得了不同铣削时刻工件应力场的分布规律,分析了铣削不同位置时工件的动力响应特性。通过铣削实验测量了工件的动态应变和铣削力,并分析了加载频率对动力响应的影响。结果表明:铣削加工边缘时更易出现应力波峰和应力集中现象;不同加载频率下应变的波动频率恒定为267 Hz,应变波动的最大范围为40με;工件的动力响应与铣削位置紧密相关。     

橡胶支座与柱串联体系的动力特性分析

针对工程界比较关注的橡胶隔震支座与柱串联的隔震体系,研究了串联隔震体系横向振动的固有频率,探讨了轴向压力和不同隔震支座等效弯曲刚度对串联隔震系统固有频率的影响。考虑横截面转动和剪切变形以及轴向压力的影响,建立了串联隔震系统横向自由振动的数学模型;采用微分求积单元法（DQEM）对所得控制方程和边界条件进行离散处理,避免了繁琐的偏微分方程求解;数值求解固支—自由边界条件下串联隔震体系的横向固有频率,并得到该系统横向固有频率参数随压力变化的曲线。数值结果表明：轴向力的增加将显著降低串联隔震系统的低阶固有频率;在总高度一定的情况下,隔震支座尺寸的增大对串联隔震体系的力学特性也有显著的影响。     

一种挤压油膜阻尼器的动力特性分析*

摘要：挤压油膜阻尼器对旋转机械的减振具有重要作用。不同挤压油膜阻尼器的工作特性也不相同。本文首先介绍了挤压油膜阻尼器动力特性计算方法,比较了数值求解的迭代计算法和曲线交点法的优缺点;其次设计了一种挤压油膜阻尼器试验台,介绍了所设计的实验条件和方法,并进行了动力特性试验研究,得到了3种激振力幅值下的位移导纳曲线。然后对位移导纳的幅频特性和相频特性,进行了计算与试验结果的对比分析,最后得出了有实用价值的结论。     

重力坝动力特性测试方法模型试验研究

目前水工结构的动力破坏特性越来越受到关注,其中动力特性是其研究的一个重要方面。通过模型试验的方法研究重力坝模型动力特性的测试方法。重点研究了环境激励法测试结构动力特性的效果,并与传统测力法进行了比较。试验结果表明采用环境激励的方法,可只根据结构的振动响应数据,有效地测试结构的动力特性。并且在不同大小环境激励下结构的振型没有发生变化,频率与阻尼比变化很小。试验结果还表明通过环境激励法与通过传统激励法测试的振型、频率与阻尼比相差很小,可认为采用这两种方法测试的结构动力特性一致。同时还说明环境激励法可有效地测试有损伤结构的动力特性。试验结果为使用环境激励法测试实际在线重力坝结构的动力特性提供了依据。     

单锚腿系泊系统参数化设计的研究

对单锚腿系泊系统的构成进行了分析,根据系统中零部件的结构尺寸作了约束的定义,并据此对系统中零部件作了约束分析,简化了系统参数化设计的复杂性,使得系统结构的约束分析条理清晰;在约束的定义和分析后,对系统的各零部件进行了关联分析,确定了建模顺序,在SolidWorks平台上开发出单锚腿系泊的参数化设计系统.     

大型深水沉井基础设计

泰州大桥采用主跨为1080m三塔两跨悬索桥,中塔位于主江中心。通过对沉井基础和高桩承台钻孔桩基础等多项基础方案的比选,考虑到沉井结构受力明确、刚度大、工序简单,经济性高等优点,中塔基础最终选用沉井基础。根据塔柱底的构造要求,受力要求,沉井采用58m×44m四角倒圆的矩形沉井,沉井总高76m。为了能在深水中顺利施工,沉井下部为钢壳混凝土结构,上部为钢筋混凝土结构。文中介绍了泰州大桥水中沉井的结构构造、施工方法、方案比较以及沉井的设计特点,为类似工程起到很好的借鉴作用。     

潮流与风对单点系泊系统运动稳定性的影响研究

应用时域仿真的方法研究了风与潮流作用下单点系泊系统的非线性动力学特性。以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度运动微分方程,据此建立了系泊系统的多自由度计算机仿真模型。风与潮流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了数值仿真研究。以潮流速度和系缆长度为分岔控制参数,在参数平面上给出了油轮系泊运动的Hopf分岔集,它将参数平面分为两个系统动力学行为本质不同的区域。研究表明,与潮流（顶流）单独作用的情形相比,顶风条件增加了油轮静止系泊位置的Liapunov稳定性。     

深海波导中目标低频声散射特性研究

针对深海环境中目标的主动探测问题,建立了深海波导中目标低频声散射仿真的简正波耦合边界元理论模型。首先仿真了深海波导中Munk声速剖面条件下的声传播特性,然后根据深海波导中的声传播特性,仿真计算了声源位于不同深度时,波导中目标低频散射回波强度随声源与目标之间水平距离变化的特性。仿真结果表明,当声源深度为100 m(近海面)与1 400 m(声道轴)时,受完全声道的影响,在会聚区附近范围内散射回波强度较大;声源深度为4 900 m(近海底)时,受直达波与一次海面反射波的影响,在中近距离(小于40 km)范围内散射回波强度较大;对于接收水听器而言,置于临界深度以下时主动探测的距离更远。     

PLC在饮用水深度净化控制系统中的应用

根据系统工艺,分析饮用水处理过程的特点和对控制系统的要求,采用西门子S7-200 PLC对控制系统的软硬件进行合理配置,利用PLC强大的逻辑控制功能和较多的内部时钟,实现控制系统的净水过滤和正反冲洗定时时间,各加压泵、反冲洗电机及众多阀门间复杂的联锁控制,保证了控制系统的安全可靠运行,并在运行中取得良好效果。     

基于可靠声路径的深海声场垂直相关性研究

可靠声路径(Reliable Acoustic Path, RAP)是深海中的一种重要声信道,在总结可靠声路径物理机理及探测优势的基础上,采用射线模型分析了RAP声信道内水听器接收声线的结构特性,计算了32基元垂直线列阵接收信号的相关性随声源距离的变化,仿真结果显示在中程探测距离内信号垂直相关性将出现衰落。结合这一现象深入探究了多途效应对声场垂直相关性的影响,揭示了多途传播中能量较强的波在不同基元上的到达时间差是影响垂直相关性的最主要因素,最后利用以上分析对RAP声信道内垂直阵列的布放、设计及增益分析提出了建议。     

Homotopy analysis of nonlinear progressive waves in deep water

This paper describes the application of a recently developed analytic approach known as the homotopy analysis method to derive a solution for the classical problem of nonlinear progressive waves in deep water. The method is based on a continuous variation from an initial trial to the exact solution. A Maclaurin series expansion provides a successive approximation of the solution through repeated application of a differential operator with the initial trial as the first term. This approach does not require the use of perturbation parameters and the solution series converges rapidly with the number of terms. In the framework of this approach, a new technique to apply the Padé expansion is implemented to further improve the convergence. As a result, the calculated phase speed at the 20th-order approximation of the solution agrees well with previous perturbation solutions of much higher orders and reproduces the well-known characteristics of being a non-monotonic function of wave steepness near the limiting condition.     

云贵高原深水湖库环境过程及水源保护途径

认识云贵高原的环境变化在局地、区域和全球三个层面上具有重要意义.不同湖泊沉积物一水界面的生物地球化学过程具有重要差别,因而其水源保护途径也不尽相同.a.贵州阿哈湖汇水区煤矿开采导致Fe-Mn在沉积物中积累并产生季节性二次污染.缺氧季节硫酸盐还原作用上移至沉积物顶部,导致界面亚扩散层对Fe2+的屏蔽,Fe-Mn循环受沉积物-水地质界面和氧化-还原化学界面的双重控制.控制Fe-Mn释放和降低人湖通量、选取优质水区和清淤处理是污染控制的有效途径.b.1994年秋贵州百花湖出现"突发性"水质恶化,剖析相互关联水质指标表明:"湖泊黑潮"是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高.随着水体耗氧一复氧平衡、水流输送及天气好转,水质可望在一段时期内复苏.后期观测表明了水质的好转.c.云南洱海沉积物平均堆积速率为0.047 g·cm-2·a-1;沉积物顶部几厘米Pb稳定同位素组成表明其铅来源稳定;沉积有机质主要为陆源,早期成岩过程Corg垂直剖面具"沉降-降解-堆积"三阶段分布.近450年间,δ13Corg小幅度频繁波动及δ13Cinorg和δ18Oinorg同步降低的总趋势表明汇水区人为活动的明显影响.控制陆源有机质的输入通量是保护洱海的基本策略.d.云南程海是-个湖水离子总浓度接近盐湖下限的中度富营养湖泊.沉积物Horg/Corg和Corg/Norg原子比率表明其有机质主要源于内生浮游藻类残骸;沉积记录中210Pbex与Corg的沉积通量显示出良好的同步关系.特别是二者同步增大时段表明:210Pbex沉积通量增加指示湖泊初级生产力增大,这种微粒清洗效应反映了湖泊自然作用对富营养演化的调控作用.     

空气源热泵热水系统动态建模研究

从理论的角度分析空气源热泵热水系统动态建模研究的可行性,介绍建立动态模型的初步思路.最后结合几个例子总结分析在空气源热泵热水系统中运用动态建模技术的实际节能意义.     

Analysis of deep excavations in clay under the undrained and plane strain condition with small strain characteristics

The nonlinearity and small strain characteristics of clay are predominant factors to affect the analysis accuracy of surface settlement induced by deep excavation in soft clay. In this study, we use a newly developed constitutive model, namely the undrained soft clay model, to simulate the nonlinearity of soft clay and to describe the degradation of elastic Young's modulus with the increasing stress level, ranging from small strain to near failure. The parameters of the formula can be obtained from conventional soil tests. One well-documented case history is then used to show the parameter determination procedure and validate the proposed model. The states of strain and stress paths for the soil in the excavation are also studied to validate the rationality of the model. Besides, two additional case studies are conducted to verify the model further.