作用在小直径桩柱结构上的波浪力研究综述

归纳了工程中用于计算波浪力的Morison方程中涉及的研究成果。分别从阻力系数和惯性力系数,规则波与不规则波,二阶力和线性化等方面进行了论述。对目前该领域的研究给出了系统的介绍和总结。     

基于Morison方程的海底管道疲劳寿命分析

海底管道在服役期间由于各种原因会在某些管段形成悬跨。这些悬跨在波浪的作用下将发生振动。这种振动最终可能导致管道的疲劳失效。将波浪力看作是Morison动水作用力,根据Morison方程建立管道振动模型,分别对管道水平振动和垂直振动的动力响应特性进行分析。依据Miner线性损伤累积理论,采用S—N曲线法分析计算管道疲劳寿命。     

谐振管对驻波悬浮特性的理论分析及实验

为了探究谐振管的引进对驻波悬浮的影响规律,设计了4种不同类型并带有谐振管的驻波悬浮仿真模型。利用ANSYS对有、无谐振管及不同谐振管半径的4种悬浮模型进行声压分析,得到谐振管的引进在一定程度上既可能提升驻波悬浮的悬浮能力,也可能会削弱其悬浮能力。当谐振管半径略大于反射端端面尺寸时,谐振管的引进对悬浮力的提升最大。最后搭建凹-凹型驻波悬浮装置实验平台,得到与理论分析一致的实验结果。当谐振管的半径为1.023倍波长时可实现6.5mm钢球的悬浮,而当谐振管的半径为1.251倍波长时却不能实现5.5mm钢球的悬浮。     

波浪流中圆柱杆的涡街发放和涡激振动

本文回顾了波浪流中圆柱体涡街发放和涡激振动研究所取得的一些成果.归纳总结了实验研究中的一些重要结果,对现有的部分理论模型进行了概要的介绍.在综合分析有关资料的基础上,对涡激振动研究中的若干问题提出了相应的建议.     

悬浮芯片系统的结构组成及应用进展

悬浮芯片技术是基于荧光编码微球、激光检测、流式细胞技术、数据分析系统于一体的高通量生物芯片检测平台,能同时检测多达100甚至500种不同的蛋白质、多肽、DNA或RNA等目标分析物. 该技术具有重复性好、灵敏度高、特异性强、操作简单等优点. 介绍了悬浮芯片技术的原理、系统构成及生物学应用,并与其他常规蛋白及核酸检测技术进行比较,从而使其更加广泛服务于基础科学和临床试验等方面的研究.     

不同结构形式的多层模板支撑体系的数值模拟

多层模板支撑体系是一个模板支架与主体结构之间相互作用、共同工作的支撑体系.考虑到在实际的混凝土结构中主要有框架与框剪两种不同的结构体系,而力的分配在不同的结构体系中有着很大的差异,从而引起力在支撑以及楼板中分配的变化.介于此分析,根据实际工程中的实测结果,在确定合理数值模型的基础上,采用大型有限元软件ANSYS着重研究了框架结构与框剪结构两种不同的结构体系下的多层模板支撑体系中支撑轴力与楼板内力的特点,并得出了一些结论,供工程人员参考.     

水下穿越管道悬空段受力特性的试验研究

水下穿越管道在常年服役过程中由于自然、人为等因素易产生裸露、悬空等现象,使得管道部分或全部暴露于水流中,其受力状态发生改变,甚至断裂,严重威胁着管道安全与河流生态健康.为了研究水下穿越管道经水流冲刷露出的悬空段所受水流作用力的受力特性,开展了水工物理模型试验,探究了在流量一定时,流速、管流夹角、管径以及间隙比4种因素对...     

水中爆炸形成水射流现象的实验研究

针对水中爆炸气泡脉动水射流现象,应用开尔文冲量原理,分析了水中爆炸产生的气泡与固壁相互作用形成水射流现象的主要影响因素,开展了气泡与竖直放置的钢板相互作用产生水射流现象的实验研究工作。通过改变炸药到钢板的距离,得到气泡和钢板相互作用形成水射流的动态过程图像和水射流形成后的气泡二次脉动压力。理论分析和实验结果均表明:随着爆距的减小,Bjerknes力迅速增加,气泡与钢板相互作用形成的水射流逐渐垂直于钢板壁面.水射流具有非常明显的方向性,对目标毁伤作用明显.     

气－固流化床中悬浮物体的受力研究

提出了物体在床层中所受作用力等于气体压力作用在其表面的合力Ｆｑｇ和颗粒碰撞压力作用在其表面的合力Ｆｐｐ之和这一受力理论，并通过实验得到了验证。而在初始流化状态下，Ｆｐｐ＝０，此时物体只受Ｆｐｇ作用，物体的受力符合阿基米德原理。     

海区输电杆塔桩基的随机波浪力模拟研究

基于随机波浪力谱分析法,以改良P-M谱为目标谱,采用线性叠加法对输电线路基础的波浪荷载进行了模拟和参数研究。结果表明,重现期、水深和柱体直径等因素均对塔基波浪荷载产生了较为显著的影响。     

漂浮式海浪发电装置主浮体结构的有限元分析

应用线性波理论与Morison方程,计算出漂浮式海浪发电装置主浮体在极端海浪条件下受到的海浪冲击力。利用三维软件建立海浪发电装置及其主浮体模型。利用ANSYS Workbench软件与三维软件的接口,建立主浮体的有限元模型,求解其在海浪冲击作用力下的位移及应力响应。仿真结果表明:主浮体在极端风浪的冲击作用下,应力响应与位移响应均在振型处达到最大值,但处于所规定的安全范围之内。     

带支腿浮式结构水动力建模及波浪力分析

为研究海上多腿浮式结构在收放桩腿的过程中水动力特性的变化规律,对某风电安装船结构进行了合理简化,使用有限元方法建立了多腿支撑结构的水动力模型,按水下桩腿长度的不同对结构划分了5种工况,探讨了船身、桩腿、桩靴的湿面单元划分,以所建模型为基础数值分析了水下桩腿长度对结构所受波浪激励力的影响,给出了结构所受波浪激励力(矩)与波浪频率的关系。结果表明:水下桩腿长度对受力、力矩的影响体现在波浪处于中频段;桩腿对引起垂荡的波浪激励力和引起纵摇的波浪激励力矩的影响不大,引起横摇的波浪激励力矩影响较大。     

含透空结构浮体的微幅振荡辐射特性

基于线性势流理论以及porous-wavemaker理论,针对带有侧立透空薄板、在三自由度（纵荡、垂荡和横摇）内作微幅运动的浮式结构物的波浪辐射问题,利用分离变量法以及边界匹配特征函数展开方法,以解析解的形式,建立该波浪辐射问题的二维无因次理论解析计算模型,得到各流体子区域内速度势函数以及该浮式结构物的无因次附加质量和辐射阻尼系数. 分析在不同的透空薄板透水系数下,该浮体的附加质量和辐射阻尼随无因次波长的变化趋势. 将部分解析计算结果与现有研究成果进行对比分析,一致性较好,验证了针对该问题提出的解析计算模型的正确性. 研究结果表明,在低频范围内,透水薄板的透水系数对该浮式结构物的水动力系数的影响较明显;随着透水能力的增大,该浮式结构物的水动力系数呈现出减小的趋势,这对改善浮式结构物的稳定性具有重要意义.     

二阶波浪力下6 MW单柱浮式风力机动态响应分析

为了实现在中等深度海域浮式风力发电机的规模应用,解决能源短缺问题,针对设计出的新型6MW海上单柱浮式风力机的生存能力进行探讨,利用Sesam软件获取二阶波浪力计算时所需的wamit文件,利用气-液-固-弹性数值软件FAST对该浮式风力发电机进行时域耦合运动响应仿真模拟.分别就不同浪向下平台各自由度的运动响应、二阶平均波浪力和二阶慢漂波浪力对平台各自由度运动响应的影!响、二阶平均波浪力和二阶慢漂波浪力对锚链张力和机舱的影响进行了研究.结果表明:首摇运动随浪向角增大而增大,而波浪入射角对其他各自由度运动影响较小;二阶慢漂力对垂荡运动影响显著,且易激发较大的纵摇运动响应,并诱发较大的锚链张力;采用delta-line的系泊系统能够避免产生过大的首摇响应,且系泊系统的最大张力远在破断张力以下,整个风力机系统在恶劣海况下具有良好的生存能力.     

管道机器人弯道处驱动力研究

弯道是管道机器人经常遇到的一种障碍,与在直管内行走相比,在弯道处无论是对机器人本体结构和行走方式还是对机器人驱动性能都提出了不同的要求.在管道机器人弯道通过性研究的基础上,对轮式全主动驱动管道机器人在弯道处驱动力的变化以及诸多方面影响因素进行了虚拟实验分析,为是管道机器人弯道自主行走驱动力设计准则提供了数值基础.     

管道在使用放置式探头检测时的真实涡流特性参数分析

从电磁渗透方程入手,采用平板模型对管道中涡流的涡流密度、电阻、电抗等各种参数进行了求解.     

悬浮隧道管体及锚索耦合作用的涡激动力响应

为了解决悬浮隧道在水流作用下的动力响应问题,对管体及锚索系统的参数振动和涡激振动进行了研究.利用Hamilton原理,通过综合考虑悬浮隧道管体和锚索系统的耦合振动效应,推导了锚索-管体耦合系统运动的微分方程组,采用变量分离及振型叠加法对其进行求解简化,同时对5种典型工况和参数设置下的锚索跨中位置和管体跨中位置的位移时程曲线进行了计算和比较,分析了悬浮隧道锚索-管体耦合系统振动的非线性特性.结果表明：锚索与管体之间耦合振动呈现“拍”的特征,管体的初始扰动对锚索瞬态振幅有很大影响,锚索的涡激振动能激发系统的参数振动,系统稳态振幅取决于涡激力的大小,锚索合理倾斜角在45o～60°之间.     

水下爆炸-移动作用下悬浮隧道管体响应

为了研究水下爆炸-移动作用下悬浮隧道管体的变形规律,基于Cole冲击波半经验公式和Vernon气泡运动方程将水下爆炸过程简化为冲击波和气泡脉动作用两个阶段,将公路I级荷载简化为移动荷载序列,通过D'Alembert原理建立了一个考虑水下爆炸荷载、移动荷载以及流体作用的悬浮隧道动力学模型,采用四阶Rungek?Kutta...     

喷丸处理对X70管线钢埋弧自动焊接接头拉伸性能的影响

利用机械喷丸技术对X70管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸试验对X70管线钢基材、原始状态焊接接头和喷丸处理后焊接接头试样的拉伸力学性能进行了分析,用扫描电镜观察了其断口形貌,对其断裂机理进行了探讨。试验结果表明,X70管线钢基材具有连续屈服特征,无明显的屈服平台,延伸率达到38％,拉伸断口出现明显的分层开裂现象;X70管线钢经过焊接后,原始状态焊接接头屈服强度、抗拉强度、断后收缩率明显小于基材;经喷丸处理后,X70管线钢焊接接头抗拉强度、屈服强度和延伸率有了明显的提高。喷丸处理使得焊接接头表面发生塑性变形,表面裂纹和孔洞减少,是提高X70管线钢焊接接头的抗拉强度的主要因素。