深海多体式浮式结构物稳性研究中浮态参数计算

介绍了深海海洋资源开发的战略意义和必要性,探讨了深海多体式浮式结构物国内外发展现状,结构型式和特点.指出常规船体与多体式浮式结构物在结构特征上的区别、浮态坐标系的选取和浮态参数的计算.提出了适合于多体式海洋浮式结构物稳性计算的浮态参数及其相互转换关系.实践证明,将该理论和以该理论为基础开发的SCMFS软件程序应用于工程实践,具有很好的适用性和通用性.     

薄壁构件二阶分析的新方法

根据截面绕定轴转动理论建立的空间稳定校核方法,用实例说明这种以二阶应力为依据的验算方法,概念清楚,计算简捷明了。     

中欧钢结构设计规范关于二阶效应的处理方法

采用中国与欧洲钢结构设计规范二阶效应理论对单跨3层和双跨5层钢框架二阶弯矩进行设计计算,并与有限元软件Midas/Gen的计算结果进行了比较。中国和欧洲钢结构设计规范均考虑了初始缺陷对二阶弯矩的影响,在理论计算中采用放大侧端弯矩的方法计算二阶效应,中国钢结构设计规范计算结果比有限元计算结果大2%~5%,欧洲钢结构设计规范计算结果比有限元计算结果大7%~15%,中国钢结构设计规范更契合工程实际的需要。     

波浪能装置弹性系泊系统抗台风的设计与研究

针对波浪能装置的抗台风系泊问题,以鹰式三号波浪能装置为对象开展波浪能装置的弹性系泊系统抗台风的研究与设计。根据势流理论计算装置的一阶波浪力和二阶波浪力,其中二阶波浪力采用一阶势的压力积分方法求得。在忽略系泊系统低频运动与波频运动的耦合作用下,采用准静态分析方法,将装置的运动分解为平均静力位移、波频振荡运动和低频振动的叠加。根据鹰式三号波浪能装置实现对应主浪向的要求采用分布式系泊方式分别设计了4种方案,并通过模拟计算,最终选择最优的可行性方案。结果表明:在系泊线中加入可蓄能的弹性索和沉块浮筒蓄能构建件,可以有效减小系泊载荷峰值和控制结构物漂移半径,减少系泊锚链的使用量。     

钢筋混凝土超静定结构的弹塑性计算

钢筋混凝土超静定结构、在承受荷重的过程中,由于截面的塑性变形和刚度的变化,而引起了内力重分布的现象。考虑到达一现象、能够提高整个结构物的极限荷重,充分发挥结构物的潜力,同时能节约钢材,简化节点钢筋的布置,所以对内力重分布问题的研究,不但具有学术意义,而且还有较大的经济价值。钢筋混凝土材料并非完全塑性体,因此按完全塑性理论的计算,有时并不能得到正确的破坏荷重。本文将以反映材料弹塑性性质的 M—φ曲线为基础,分别考虑到塑性区出现前后的内力重分布情况,提出一个一般性的计算方法,使能反映结构物在弹塑性工作阶段的实际工作情况,和确定使用阶段的承载能力。根据这一计算方法,对一双跨连续梁进行了实际计算,计算结果和试验所得能较好地符合。     

基于模糊贝叶斯的震害预测

运用叶斯理论与模糊理论，提出了一种对结构物震害预测的新方法，方法较充分地考虑了结构地震害的一般统计特性和某一特定结构物的特殊性，能较全面地反映结构物震害的实际情况。     

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.     

基于三轴试验的水-土压力计算

支挡结构物设计时水-土压力的计算方法一直存在争议,分算方法理论机理明确,但孔压难以实测,合算方法适应某些工况,但机理不明。针对运营期内支挡结构物后填土表面短时间施加临时荷载的特殊工况,根据室内三轴UU试验和CU试验间内在联系,提出了通过CU强度包线判定不排水条件下土体所处状态的方法,利用CU强度包线得出骤加荷载时主应力和超孔压计算公式,为特殊工况下支挡结构物上水-土压力计算提供一种新的探讨思路。     

二阶理论条件下的梁杆系统精确有限元方程及应用

运用二阶理论导出平面梁单元在纵横弯曲状态下的有限方程,用实例说明其在稳定性计算和非线性分析中的应用,并与普通非线性有限元方法进行了比较。     

方形FPSO系泊系统动力分析

海洋结构物系泊系统设计和分析对其安全操作至关重要,以往的研究大多集中于深水平台。将对浅水中作业的方形FPSO系泊系统动力特性展开研究,分析对比浅水中钢链和聚酯缆两种系泊系统的动力特性和浮体位移,并根据API规范校核自存工况下系缆强度并验证浮体在浅水中是否会触底,之后根据结果确定合理的系泊系统设计方案。分析方法基于三维势流理论和浮体运动的耦合时域模拟,浮体水动力分析中考虑浅水效应,计算了二阶波浪的二次传递函数矩阵,系缆张力分析基于有限元理论。结果表明聚酯缆系泊系统更适用于浅水区域作业的FPSO。     

土坝应力和变形的非线性摄动随机有限元分析

结合土坝应力变形的可靠性分析 ,对二阶非线性摄动随机有限元理论、程序和土性参数随机场的离散技术进行研究 ,推导出邓肯—张模型的一阶和二阶弹性偏导矩阵 ,提出非线性摄动随机有限元的计算方法和研制出相应的程序 ,并对某实际土坝进行了计算 ,计算结果与实测资料较为符合     

结构物在动力荷载作用下共同工作分析理论的回顾与展望

对结构物在动力荷载作用下共同工作的计算理论从产生发展至今的进程进行了回顾，将其计算方法加以归纳，并且根据目前的研究现状，对其理论研究的发展方向进行了展望．     

粗糙面散射物理光学近似条件中的曲率修正

根据粗糙面的一阶导数和二阶导数相关理论，对粗糙面散射物理光学近似条件中的经典曲率计算方法进行了修正，它适用于自然界中的大多数粗糙面的曲率计算。同时还得到了工程上较易计算的零阶、一阶和二阶的曲率修正近似公式，对物理光学近似条件下均方根斜率较小时的曲率修正近仅公式进行了分析。     

遗传算法在海上多浮体波漂移力优化中的应用

针对海上浮式结构物的防护问题,考虑利用实数编码的遗传算法对结构物的尺寸参数和迎浪角进行优化,以降低海上结构物的波漂移力。对于浮式结构物的波漂移力计算,本文基于波浪交互理论和高阶边界元方法建立了三维多浮体水动力数值分析模型。计算结果表明:利用优化的尺寸参数和迎浪角,不仅可以有效降低整个浮体群的波漂移力,也可以有效减小每个浮体的波漂移力。同时,优化后的浮体周围波面得到了明显改善,从而降低了甲板砰击和上浪发生的可能性。研究发现,浮体波漂移力的减小与其迎浪侧和背浪侧的波高分布密切相关。     

空间框架—厚筏—土介质共同使用分析

上部结构、筏基及地基之间是相互作用、相互影响的，本文揭示了结构物在满足静力平衡条件和变形协调条件的情况下，三部分之间的相互影响和内在联系，同时，本文采用考虑剪切变形的厚板理论来计算筏板基础，并将结果与薄板理论计算的结果作一比较，以考察薄板理论的适用范围及误差程度．     

海上超大型浮体的水弹性响应预报

针对超大型浮体结构物这一国际海洋工程领域的热点研究,以超大型浮体结构物在波浪中的水弹性响应为研究目的,在薄板理论以及线性势流理论基础上,结合特征函数展开法和模态函数展开法预报浮体的水弹性响应,计算了结构的变形和弯矩分布,分析了不同环境参数对超大型浮体水弹性响应的影响,并对超大型浮体水弹性响应问题求解中的几种常用模态函数进行了比较。丰富了关于超大型浮体的水弹性响应研究。     

用辛格式计算氢分子经典轨迹和振动能量

用辛格式计算了H2分子振动的经典振动轨迹,并且和二阶隆德-库塔格式计算结果进行了对比.在大于化学反应的时间间隔内用辛格式计算的结果表明可以保持能量守恒,而用二阶隆德库塔格式计算并且采用同样步长在同样的时间间隔内,则不能保持能量守恒.显示了辛格式在长时间多步数的计算中具有明显的优势.     

遗传算法在海上多浮体波漂移力优化中的应用

针对海上浮式结构物的防护问题,考虑利用实数编码的遗传算法对结构物的尺寸参数和迎浪角进行优化,以降低海上结构物的波漂移力。对于浮式结构物的波漂移力计算,本文基于波浪交互理论和高阶边界元方法建立了三维多浮体水动力数值分析模型。计算结果表明:利用优化的尺寸参数和迎浪角,不仅可以有效降低整个浮体群的波漂移力,也可以有效减小每个浮体的波漂移力。同时,优化后的浮体周围波面得到了明显改善,从而降低了甲板砰击和上浪发生的可能性。研究发现,浮体波漂移力的减小与其迎浪侧和背浪侧的波高分布密切相关。     

轴对称湍尾流中准相似性理论的应用

本文应用准相似性理论,给出了不可压缩轴对称湍尾流的一级近似解。求解时考虑连续性方程、平均运动方程与忽略三阶脉动速度关联项的二阶脉动速度关联方程。采用自模拟假设,由数值计算得出与实验较为符合的平均速度、二阶脉动速度关联和湍流微尺度的理论计算结果。     

计算重力异常垂向二阶导数的DCT法——模型实验

基于离散余弦变换（DCT,Discrete Cosine Transform）的重力异常垂向二阶导数的计算方法,是笔者提出的新方法。以无限长水平圆柱体为例研究了DCT法的计算规律,模型实验证实,该法计算的无限长水平圆柱体重力异常垂向二阶导数的精度与采样间隔、剩余密度及圆柱体半径大小无关,与圆柱体轴心埋藏深度成正比。通过分析给出了基于DCT的合适的线性滤波方式,滤波后的重力异常垂向二阶导数与理论二阶导数拟合效果好,具有较高的计算精度。