桶形基础平台沉浮过程稳性分析

对桶形基础平台上浮过程的稳定性进行了理论分析;给出了模型试验和仿真结果．实验和分析结果表明,平台在下沉和上浮过程中的稳定性主要与吃水深度、平台的结构参数以及入水角等因素有关．在一定范围内,稳性与平台的摆动倾角关系不大．随着吃水深度的增加,平台的稳心高变大,但平台入水角减小,所以平台的容许摆动幅度降低．鉴于此,平台的沉浮稳定性要综合各因素进行评价．     

桥墩施工期沉井附近流速变化及对冲刷坑的影响

通过室内水槽试验对桥墩施工期沉井下沉过程中的流态及流速变化进行了探讨。分析了沉井附近流速与行近流速、沉井下沉入水深度的关系。此外,通过对实测资料的分析,得到了沉井下沉过程中沉井附近流速分布的变化以及行近流速对冲刷坑影响的规律。     

核电平台的下沉过程分析及安全下沉时间计算

为了研究浮动核电平台因事故破损沉没而引出的安全下沉问题,需要计算下沉速度和时间以保证反应堆安全停堆。本文根据浮动平台下沉过程的特点,将其分为水面下沉和水下下沉两个阶段。根据稳性公式和伯努利方程,给出了水面下沉阶段下沉速度和时间的计算公式;依据潜艇下潜原理,由运动微分方程得到水下下潜阶段的下沉速度表达式。综合两个阶段,最终得到完整下沉过程的速度和时间的计算方法,并分析了下沉过程的影响因素。计算结果表明:破口位置和破口面积对水面下沉阶段的影响较大,而对水下下潜阶段影响较小;水面下沉阶段所用时间较水面下潜时间长,在此阶段应及时采取应急处理措施。     

不同头型弹体低速入水空泡试验研究

针对不同头部形状弹体低速入水空泡形成、发展特性及其影响因素开展试验研究,用高速摄影仪实时记录了圆头、90~150°锥头弹体入水过程中自由液面的波动特性、空泡的演变过程及入水弹道的稳定性,同时通过对比试验得到弹体入水空泡、入水弹道与入水速度、入水角度之间的关系。试验结果表明,圆头弹体不易形成空泡,但弹道稳定性差;90°锥头弹体倾斜入水时,入水速度越大,空泡的非对称性越强;120°锥头弹体垂直入水速度越大,越易发生表面闭合现象及完整的脱落气泡;150°锥头弹体入水角大于80°时,发生表面闭合现象。在整个入水过程中,弹体速度呈线性衰减,空泡射流速度衰减较快。     

头部喷气航行器高速入水空泡特性数值分析

航行器在高速入水的过程中会受到巨大的冲击载荷作用,它会破坏航行器结构并损坏内部仪器,因此开展航行器入水缓冲机理的研究是很有意义的。使用一种带圆盘空化器的头部喷气装置,在气液固三相耦合下,航行器入水过程产生了复杂的空泡形态。开展了加装头部喷气装置的航行器高速入水数值模拟研究,通过对典型工况下入水空泡的分析,得到如下结论:加装头部喷气装置后航行器入水空泡由锥形逐渐变化为纺锤形;与不喷气时相比,喷气可促进入水超空泡的生成,减小入水过程中航行器与水的作用面积,降低该过程中的冲击载荷;同一入水深度下,空泡直径随喷气量而增大。入水速度对空泡形态差异性影响较大,其中入水速度100 m/s以下时可在3.5倍弹长的入水深度内观察到入水深闭合现象。入水角对空泡形态有明显影响,斜入水时空泡呈现明显不对称性,且空泡直径与长度随入水角增大而减小。研究内容为航行器高速入水降载的工程实际提供了技术支持,所得结论在相关领域具有重要意义。     

拖缆长度对筒基平台气浮拖航影响的试验研究

以筒型基础平台为对象,在拖航速度、系拖点以及吃水深度一定的条件下,对不同拖缆长度的拖航组合,采用1:20的模型进行顺浪和逆浪下的拖航试验.通过测定各试验组合拖航过程中平台运动加速度、筒内气压力、筒底水压力以及拖缆力变化,分析得到拖缆长度对筒型基础平台顺浪与逆浪拖航时基本力学参数的影响,进而得出其对平台航向稳定性的影响.分析结果表明,与顺浪拖航相比,逆浪拖航时拖缆长度对平台横荡运动影响较大;合理的拖缆长度有利于缓解拖车与筒型基础平台运动不协调而产生的冲击张力,有利于缓解偏荡;但当拖航长度过大,其纵荡、横荡及垂荡幅度加大,直线航行能力越差,拖航操纵困难.对于该筒型基础平台,在顺浪和逆浪拖航中,拖缆长度为48 m(即3.2倍的平台宽度),平台的拖航稳性和耐波性均最高.     

NURBS方法的深V型三体船稳性

为了掌握深V型三体船稳性特征,采用NURBS方法对其稳性进行了研究.利用NURBS技术建立了一深V型三体船模型并进行了相应的网格划分,给出了从传统二维型线图表示向三维立体表示的转化过程,并编制程序对其稳性进行计算和分析.研究表明,深V型三体船的稳性较同吨位圆舭型三体船的稳性更为优异,片体布局和片体吃水的不同对三体船稳性...     

全海深AUV上浮运动稳定性分析

针对现有的水下机器人的运动稳定性分析仅局限于定深直航的现象,本文对全海深AUV上浮运动稳定性进行研究,研究内容对机器人的稳定性判别和相应的机器人水动力型体设计以及运动控制策略设计具有重要意义。论文根据古尔维茨判别法的思想推导了全海深AUV从水面下潜至工作深度以及从工作深度上浮至水面的运动稳定性判定公式,通过计算一台全海深AUV的水动力系数,利用所推导的稳定性判定公式,对该台水下机器人的运动稳定性进行评判,结果表明该水下机器人的稳定性符合设计要求,全海深AUV在上浮过程中具有良好的动稳定性。     

运动参数对回转体倾斜入水流场特性影响

为分析回转体低速倾斜入水过程中入水空泡形态及流体动力特性演化规律,基于Fluent流体计算平台,并利用动网格技术,针对小型回转体以不同入水速度和入水角度的倾斜入水过程开展数值仿真研究.数值仿真结果与试验结果良好一致性,证明了文中数值仿真方法的正确性与有效性.基于该数值仿真方法,针对不同入水速度和不同入水角度回转体低速倾斜入水过程流场特性进行分析.数值计算结果表明:在距离自由液面相同位置处,回转体倾斜入水产生所产生的入水空泡,其直径随着入水速度的增加而小幅增大,随着入水角度的增加而减小;入水速度对流场中压力分布规律有较大影响,在同一入水深度处不同入水速度回转体入水过程中流场的最大压力随着入水速度的增加而增大;入水角度对回转体附近流域的最大压力影响较小,但最小压力随着回转体入水角度的增加而增大;不同入水角度回转体,母线压力峰值位置随着入水角度的增加而逐渐向母线右端点偏移,但其值差别较小;不同入水速度回转体其阻力系数峰值差别不大,不同入水角度阻力系数峰值随着入水角度的增加而增大,但稳定后的阻力系数值随着入水速度的增加而减小.     

仿翠鸟水空跨介质航行器设计与入水分析

为了满足水空跨介质航行器的推进需求,精简其动力系统,仿翠鸟设计由单一动力源驱动的水空跨介质航行器. 通过计算流体力学(CFD)软件仿真分析入水高度、入水角度和航行器密度等关键影响因素对航行器入水速度、深度和冲击加速度等动力学性能的影响,并与自然界翠鸟的入水性能进行对比. 结果表明：在入水角度一定时,增加入水高度将导致航行器所受的冲击加速度增量与入水深度增量的比值增大,从而提高相同条件下对结构强度的要求;在一定范围内航行器密度的增加有利于降低对结构强度的要求;当入水角度约为45°~60°时,所需结构强度最低. 在入水深度满足要求的情况下,应适当增大航行器的密度、减小入水高度,且航行器的最佳入水角度为45°~60°.     

宽浅式溢洪道急流控制及下游冲刷试验研究

为使水利工程中常用的泄水建筑物岸边溢洪道安全运行，指出了某工程泄洪流量悬殊、宽浅比1：7的溢洪道出现的急流冲击波现象，经分析研究后提出中墩尾部增加低导墙形成潜堰方案，解决了泄槽内急流冲击波问题。针对泄洪流量悬殊的宽浅式溢洪道轴线与下游河道夹角偏大，鼻坎水流偏转困难等技术难题，提出两边扩散大斜切扭曲鼻坎形式，并对挑流冲刷问题进行了试验研究。试验结果表明，优化体型具有减轻急流冲击，改善挑流入水条件，减轻下游冲刷等优点，试验研究成果可供类似工程参考。     

不同扰动角速度高速射弹入水弹道特性

为深入了解高速射弹入水运动情况,基于入水弹道学和超空泡流体动力理论,建立了弹体纵向运动的动力学模型,对弹体模型以不同扰动角速度入水的过程进行了弹道仿真,得到了弹体入水轨迹、速度、俯仰角和俯仰角速度的变化规律,并分析扰动角速度对其影响.研究结果表明,随着尾拍次数的增加,弹体尾部浸入水中的深度逐渐增大,尾拍所持续的时间也逐渐增长,尾拍后的俯仰角速度随尾拍次数的增加先变大,然后增幅逐渐减小,或者俯仰角速度随尾拍次数的增加变大后略微减小,扰动角速度越大,相同时间内弹体发生尾拍的次数就越多,尾拍发生的就越早,弹体在空泡腔内运行的时间就越短.     

基于未确知测度理论的基坑边坡稳定性评价

影响基坑边坡稳定的不确定性因素较多,如基坑规模、场地岩土体性质、施工质量、环境因素等。为了探索科学合理的基坑边坡的稳定性评价方法,本文基于未确知测度理论,选取了基坑深度、支护方式、主要土层粘聚力、主要土层内摩擦角、地下水及地表水作用、邻近荷载、邻近荷载坑边距、施工质量八个因素作为评价指标,利用三标度法结合层次分析法确定各指标权重,建立基坑边坡稳定性评价模型。将此模型应用于两个基坑工程实例,对比实际监测结果,评价结果的可靠度较高。结果表明,基于未确知测度理论的基坑边坡稳定性评价模型具有可行性。     

成层土中海上风电筒型基础竖向承载影响深度研究

明确筒型基础在不同地质条件下的承载模式和竖向承载影响深度，对于筒型基础的承载力计算具有重要的意义。采用数值模拟分析方法，通过分层下探法，针对成层黏性土中筒型基础的竖向承载模式进行了分析，得到了成层黏性土中筒型基础承载力的变化规律以及筒型基础在成层黏性土中的影响深度；针对筒型基础是否穿刺上下黏性土层分界面的工况，分别开展了相关研究，并针对不同情况建立了相对应的影响深度经验公式；结合数值分析结果揭示了成层黏土地基中上下土层强度比和土层分界面位置对筒型基础竖向承载影响深度的作用规律。     

含锯齿状结构面的岩质边坡稳定性拟动力分析

为了研究含有锯齿状结构面的岩质边坡稳定性，结合锯齿状结构面的剪切强度经验公式，综合考虑结构面参数、锚固效应、地震作用以及地下水位深度等因素的影响，基于改进的拟动力法推导了加锚结构面边坡抗滑稳定性安全系数计算式，并分析了岩石边坡稳定性的影响因素，结果表明：锯齿状结构面的抗剪强度与起伏角呈线性关系，随着起伏角的增大而增大；随着地震系数、滑动面倾角、水位深度、边坡倾角以及土体重度的增加，边坡稳定性降低，随着内摩擦角的增大而提高；锚固力越大，岩体的抗剪强度增大，边坡抗滑稳定性提高，但是锚固角的增大对边坡的稳定性起着负面效应。     

燕尾挑坎近端水流挑射特性试验研究

通过物理模型试验,对不同来流条件下燕尾形挑坎近端水流挑射特性进行了研究,分析了挑坎前的断面平均流速、断面水深对近端水流挑射特性的影响,获得了近端水流挑射特性,尤其是近端水流出射角的变化规律。结果表明：燕尾坎近端水流出射角随断面流速降低而减小;随出出挑断面水深增加而减小。并由上述影响因素,分析了出口断面佛汝德数改变对内缘水流出射角的影响,得到了计算燕尾坎内缘水流出射角的经验公式,依据计算的水流出射角,采用自由抛体空中运动原理得出的内缘抛距与试验结果符合较好,为燕尾形挑坎的工程应用和下游水垫消能设计提供了必要的参考。     

乌龙江大桥新建复线桥深水基础施工平台设计研究

乌龙江大桥(新建复线桥)墩基础为深水基础,共设24根覆盖层内直径为2.8m、基岩内直径为2.5m的钻孔灌注桩,基础位置的最大水深超过40 m.通过方案比选采用钢管桩平台方案,并针对初步方案的缺点进行优化设计,提高平台的稳定性和刚度.以主桥4#墩基础的施工平台为例,采用Midas Civil有限元软件对平台形成过程中钢管桩的打设、平台使用阶段2种工况进行了强度与稳定性及位移分析.结果表明:钻孔施工平台整体结构稳定,各杆件应力均小于容许应力,平台应力和变形均满足施工要求.     

葡北地区CD剂深度调剖对提高采收率的作用

以室内实验和数值模拟研究为基础，根据葡北地区矿场试验情况，从调剖井调剖目的层、非目的层吸液剖面以及试验区生产动态等方面的变化，对交联聚合物（CD剂）深度调剖对提高采收率的作用进行了较为深入的分析。结果表明，对于砂体以水下分流河道沉积为主、砂体多呈条带状，且水驱方向较为单一的油田，在高含水期，首先对高含水厚油层进行深度调剖，然后对全井进行后续水驱，能够有效降低含水，增加产油量，是提高采收率的有效措施。     

Modeling and Simulation on the Underwater Trajectory of Non-Powered Vehicle Discharged from the Broadside

In order to study the underwater trajectory of the non-powered vehicle discharged from the broadside of the underwater platform, the simulation on the ascent process of non-powered vehicle was realized based on the mathematical model including the movement of the vehicle on the slope plate and in the seawater, the air chamber underwater working process etc. The simulation results show that the outlet speed and attitude of the vehicle meet the requirements of missile launching, the non-powered vehicle discharged from the broadside of the underwater platform is feasible. The simulation results with varying parameters show that the negative buoyancy of the vehicle imposes great impacts on the security of its discharge and the floating process, and the vehicle discharge depth is proportional to the floating time. The models and simulation result can be used in further research on the broadside discharging technology of the underwater platform.