数值分析倒角半径对半潜式平台绕流特性影响

半潜式平台的多柱绕流问题是研究半潜式平台涡激运动的基础,而半潜式平台多柱之间旋涡脱落的相互干扰使得立柱倒角半径的改变对于半潜式平台绕流的影响更为显著,故研究立柱倒角半径对半潜式平台绕流特性的影响对于半潜式平台的设计建造具有重要的指导意义。该文基于OpenFOAM开源代码工具箱,采用基于剪切应力运输(shear stress transport,SST)的延迟分离涡模拟(delayed detached-eddy simulation,DDES)方法,选取四种典型来流速度,对四种立柱倒角半径的半潜式平台在0°流向角时的阵列四柱绕流进行了数值模拟。并从半潜式平台立柱流体力系数、近尾流场流向速度分布及立柱尾部旋涡脱落特征等方面探究了立柱倒角半径变化对半潜式平台绕流特性的影响。     

高航速下KCS模型艏波破碎与艏部涡量数值研究

基于RANS方法,研究了高航速下KCS模型在静水工况中的艏波破碎。采用自主开发的水动力求解器naoe-FOAM-SJTU,数值模拟了5个航速下(Fr=0.26,0.35,0.375,0.40,0.425)KCS的兴波流场。将Fr=0.26时工况的流场模拟结果与以往实验结果进行了对比,验证了数值方法和网格设置的可行性。为了研究艏部破波的结构和机理机制,分析对比了中高速工况(Fr=0.35)和高速工况(Fr=0.40)下的艏部兴波结构、涡量场以及速度场等。结果表明当前数值方法可以精确捕捉艏波的翻卷以及对应的凹陷。此外,对Fr=0.35工况下船艏处的横向切面和纵向切面云图进行了详细探讨,分析了艏波破碎过程中涡量场、速度场的变化。     

30m望远镜宽视场光谱仪支撑结构选型研究

针对30 m望远镜宽视场光谱承载能力与轻量化程度低的问题,对于已有的桁架支撑结构方案,提出了宽视场光谱仪板壳支撑结构方案。建立了两者的有限元模型,分别从质量、变形、应力与基频等方面对铟钢桁架和铟钢板壳结构性能进行了评价,利用等刚度理论确定了碳纤维复合材料板壳结构的构件厚度,并与铟钢板壳结构的性能进行了对比。研究结果表明:碳纤维复合材料板壳支撑主结构质量为1.93 t,最大相对位移为0.286 mm,最大应力为30.94 MPa,基频为7.98 Hz,均满足设计要求,是宽视场光谱仪支撑结构的理想形式,对大口径望远镜光学仪器支撑结构选型与设计具有指导意义。     

运用CFD对Buell型旋风分离器的模拟分析

运用数值模拟方法计算了颗粒在旋风分离器中的运动轨迹,得到了不同粒级的颗粒分离效率和分离器总压降,并将分离效率计算结果与Barth经验模型,压降计算结果与Dirgo经验模型计算值进行比较,发现运用CFD模拟计算与经验模型结果基本一致,分离效率略低、压降比较吻合。同时发现不同粒径颗粒逃逸的主要途径不完全相同,在入口上方或下部进入的离子逃逸概率较高。研究结果还表明,应用计算流体力学来研究旋风分离器的分离性能方便可行。     

双参数抛物型Mohr强度准则及其

详细推导了双参数抛物型Mohr强度准则的一系列公式。首先,根据简单拉伸和压缩试验推导了该模型参数的公式,讨论了第一主应力和第三主应力之间的关系及破坏模式;然后,定义了摩擦角和破坏角,导出了相应的公式,并且给出了两者之间关系表达式。双参数抛物型Mohr强度准则既可描述剪切破坏模式,又可描述受拉破坏模式,且其对单轴抗压和抗拉强度比没有限制,所推导的破裂角公式可以为今后宏观裂纹开裂方向的计算和破坏模式的确定提供理论基础;而Griffith准则只是双参数抛物型Mohr准则的一种特殊情况。     

考虑制造和安装误差的桁架结构可靠性计算

对制造和安装误差影响下的杆件可靠性指标加以修正。以桁架结构为例，先建立在制造和安装误差影响下节点坐标变化量和杆件变形量的线性关系，再利用最小势能原理求出最可能杆件变形，并利用测量统计学中协方差传播律求解杆件初始内力的协方差阵，进而求出修正的可靠性指标。最后给出了算例和扩展讨论，结果表明。上述方法有效且具有相对广泛意义，也适用于刚架结构。     

城市街道围墙导控设计初探

围墙是城市街道中的一个组成元素，是城市街道各个系统之间的连接体。围墙在城市中大量的重复存在是对城市街道景观整体性和连续性的补充和丰富。如何应用城市设计方法对围墙及其周边复合界面进行整合，使之符合城市公共环境．融入到整体城市文化中去，是构建和谐的城市整体公共环境的重要问题。     

粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响

采用溶质运移的一维迁移模型,研究了粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响,对目前采用的填埋场粘土类衬垫防渗设计标准及其有效性进行了多参数组合的计算分析;此外,还比较了粘土衬垫与复合衬垫对污染物离子的防渗阻隔性能,对土工膜在衬垫中的作用进行分析;研究表明,应针对不同地区的情况(干旱少雨或多雨等)考虑衬垫的形式。与其他因素相比,粘土的渗透系数对衬垫层渗漏影响最大,以水力渗透系数作为填埋场粘土衬垫的设计标准是可行的,但离子扩散系数的影响也不可忽略;而增强粘土的活性,提高粘土吸附离子的性能,则可延长离子通过衬垫的击穿时间;与单纯的粘土衬垫相比,复合衬垫对离子具有更好的阻隔性能,故在南方多雨地区宜采用复合衬垫;而用污染物的渗漏总量作为填埋场衬垫的设计标准比击穿时间更合理。     

盐溶液中膨润土膨胀变形的计算方法

膨润土的膨胀变形特性会受到盐溶液的渗透吸力的影响,其影响效果与在膨润土上施加外荷载产生的效果类似。因此,用与渗透吸力相关的修正有效应力来表示膨润土实际受到的总外应力。由分形理论可推导出：在双对数坐标下,修正有效应力与膨润土的最大膨胀变形间的关系可用一条直线表示;修正有效应力可利用溶液的渗透吸力和施加的外荷载求得。但不同浓度盐溶液的渗透吸力须通过较为复杂的试验获得,给工程实际应用造成了困难。基于修正的Debye-Hückel公式求得NaCl、NaNO₃、CaCl₂和Ca(NO₃)₂四种溶液在不同浓度下的渗透系数,结果经已有文献验证,计算方法可靠。以此为基础,进一步求得膨润土在不同浓度下所受到的修正有效应力。经试验数据验证,同种膨润土在不同浓度、不同种类溶液下的最大膨胀变形与修正有效应力之间在双对数坐标下存在统一的线性关系,符合理论公式。     

框架结构层间相对位移变化量在结构损伤检测中的应用

以平面框架为例,通过分析结构的横向柔度,深入研究了局部构件损伤对框架水平位移变化的影响机理特征。基于上述工作,利用框架的层间相对水平位移变化量(RDCSF)作为损伤特征参数,结合神经网络设计,对结构进行损伤检测分析。