基于GIS与水动力模型融合技术的山洪沟溃堤风险分析

为加强洪灾预防与应对措施建设,融合GIS和一、二维水动力数值计算方法,建立了具有实际地形的山洪沟溃堤风险分析精细化仿真模型,并将其应用于宁夏贺兰山东麓小峰沟溃堤洪水演进模拟。采用非结构化网格与内边界处理技术合理优化了复杂边界与线状地物阻挡水效果,精确模拟了小峰沟遭遇100年一遇洪水导洪堤溃决造成的淹没风险,基于GIS分析了洪水演进不同时刻的风险分布特征与影响情况,实现了GIS与水动力数值模型的有机融合。计算结果基本合理可靠,可为该地区沟道治理、风险管理与灾防决策提供参考。     

距离势离散单元法

 势函数离散单元法在接触力计算中存在势函数物理意义不明确、接触力计算与客观实际不符等重大缺陷。在已有研究的基础上,提出一种新型任意形状块体距离势离散单元法。该方法将势函数定义为接触体间归一化的距离函数,可以客观衡量单元间的嵌入程度,具有明确的物理意义,真实反映单元的接触刚度,使法向接触力计算更为合理。此外,新方法重新定义了切向方向矢量,提出切向接触力计算方法。新方法保留原势函数法所有优点,同时完善接触力计算受单元形式影响的不足,并突破三角形单元的限制,能够应用于任意凸多边形单元。通过若干算例说明新方法的正确性和有效性,可用于精确描述复杂非连续介质的运动过程。     

水下液压拉伸器在海管膨胀弯法兰对接中的应用

水下液压拉伸器在海底管道膨胀弯法兰对接中的应用越来越广泛,文章介绍了水下液压拉伸器的原理、典型构造、优缺点、安装要领以及拉伸程序,并对螺栓延伸长度计算、预紧压力计算进行了详细介绍。     

海上风电结构横风向气动力阻尼特性研究

基于横风向气动力阻尼理论计算模型,以NREL-5 MW海上风电机组为例,对其运行过程中横风向气动力阻尼进行计算,并采用FAST软件对计算结果进行验证。之后,研究转速、叶片桨距角和运行方式对横风向气动力阻尼的影响。研究结果表明：NREL-5 MW海上风电机组结构运行状态下的横风向气动力阻尼在0%~0.8%范围内变化,其随风电机组运行转速及叶片桨距角的增大而增大;此外,海上风电机组不同运行方式对其横风向气动力阻尼也会产生较大影响。     

Seq2Seq 模型的短期水位预测

为有效预测未来一定时间内的连续水位,提出了基于序列到序列(Seq2Seq) 的短期水位预测模型,并使用一个长短期记忆神经网络(LSTM)作为编码层,将历史水位序列编码为一个上下文向量,使用另一个LSTM 作为解码层,将上下文向量解码来预测目标水位序列。以流溪河为研究对象,针对不同预测长度分别建立水位预测模型,并与LSTM 模型和人工神经网络(ANN)模型进行了对比。结果表明:Seq2Seq 模型对连续6 h、12 h 和24 h 水位预测的纳什效率系数最高分别为0.93、0.90和0.85;当预测长度为6 h 时,LSTM 和Seq2Seq 模型预测结果相似,ANN 模型精度较低;当预测长度为12 h 和24 h 时,Seq2Seq 模型相比LSTM 模型和ANN 模型预测效果更好,收敛速度更快。     

基于BIM的长距离引调水工程三维参数化智能设计研究及应用

为了摆脱以往三维设计中效率低下的重复性工作,提高长距离引调水工程三维设计的水平和效率,从建筑物建模之初就融入参数化设计理念。首先建立引调水工程典型建筑物BIM模型,再基于组件对象技术(COM)与Inventor API(应用程序接口)技术,采用C#编程语言开发出一套基于C/S框架的三维参数化智能设计平台。通过研究引调水工程的BIM标准化关键技术,建立存储各类模型及其信息的数据库,并对Navisworks可视化仿真软件进行二次开发,融合基于云平台的协同设计技术,实现工程图纸的高效快速生成、施工进度仿真以及协同办公等功能。该系统已经应用于某长距离引调水工程中且效果显著,应用前景广泛。     

深水海上风电三筒导管架基础受力及浮运分析

以中国福建某较深海域风电场为背景,提出一种海上风电宽浅型三筒导管架基础结构,继而通过建立考虑分层土体的基础整体有限元模型,对分层土中宽浅型三筒导管架基础静动力特性及浮运稳性展开研究。研究结果表明,正常荷载作用下此基础结构法兰倾斜率为3.98‰,满足规范要求：极限荷载作用下,基础结构各部位应力满足要求;基础-塔筒-机组整体共振校核满足要求：基础可在4级风浪以内的海况下进行自浮远距离拖航浮运;等效疲劳荷载作用下,基础结构疲劳损伤满足要求。     

水工地质三维实景编录与内外业一体分析方法

地质勘察是水利水电工程建设中的基础性工作。传统的地质勘察依赖于纸质材料记录地质信息,导致二维图件的直观性较差且极易丢失空间特征,现场分析过程大量依赖主观经验,内外业工作脱节难以保证编录效率及数据的可靠性。本文基于三维实景技术、地理信息系统（Geographic Information System,GIS）、机器学习算法、地质建模等技术方法,提出了以多源数据融合、多平台协同与二三维联动、地质智能编录及快速空间解译为核心的水工地质数字化编录与内外业一体化分析方法,并研发了适用于桌面端和移动端的软件平台,包括三个主要模块：(1)底图模块：基于多源数据而构建融合的三维实景,实现数据的多平台协同及二三维联动,为内外业工作提供参考场景。(2)编录模块：基于多平台协同和智能识别方法,实现地质点、地质界线和勘探对象的编录。(3)分析模块：基于空间解译方法,实现空间产状面的推求和三维空间交线推断等。在具体功能上,移动端侧重外业采集,桌面端侧重内业分析,二者相互配合实现内外业工作的无缝衔接。该系统平台已应用于我国西部一座水利水电工程的地质勘察工作中,与传统工作模式进行对比,大幅提高了地质勘察编录与分析的...     

波浪作用对海上漂浮式光伏光照辐射能的影响

海上漂浮式光伏是应对光伏开发与土地资源之间矛盾的有效方式,但在波浪作用下,漂浮式海上光伏结构的光伏板将时刻随波浪摇动,使得光伏板的对日角度不断变化,这将对光伏板的发电量具有较大影响。本文推导了光伏板在规则波作用下光照辐射能计算公式,总结提出了“时均倾角”概念,并通过地处渤海湾的算例,计算了同纬度规则波下不同光伏板倾角的海上光伏与最佳光伏板倾角的陆地光伏之间所受辐照能的效率比。根据计算结果,发现不同倾角的光伏板所受辐射能受波浪影响的规律基本一致,都随时均倾角增大而减小,并给出了算例光伏板运动幅值的建议标准,为海上光伏浮体结构研发提供了水动力响应的设计参考边界。     

质量比对近壁面两向自由度圆柱涡激振动的影响

该研究系统地考察质量比对两向自由度近壁面圆柱涡激振动(VIV)的影响。圆柱的质量比为m^*=2,10和20,间隙比、雷诺数和折合流速分别为G/D=0.6,Re=100和U_r=3~12。为使圆柱获得更大的振幅,将系统阻尼比设为零。研究发现,随质量比的增加,圆柱的振动开始于更高的折合流速,且振幅更小一些。由于受到壁面边界层的影响,圆柱运动轨迹为雨滴型,但当m^*≥10且折合流速较小时,运动轨迹呈现为类8字型。对尾流模式来说,当振幅较小时,均为1S模式;而振幅较大时,为C+S模式或2S模式;迟滞发生后,m^*=2工况为1S模式,而m^*≥10工况为稳定尾流。此外还发现,圆柱涡激振动的迟滞现象与壁面边界层重复着的双稳态性有关。当增折合流速时,壁面边界层周期性地重复着于圆柱上表面,对圆柱上侧剪切层的发展起到了显著的促进作用,从而激励了更大的振幅;而当减折合流速时,壁面边界层从圆柱下侧通过,抑制了下侧剪切层发展。