拓扑优化技术在抑制流体晃荡中的数值模拟研究

流体晃荡问题广泛存在于船舶与海洋工程领域,任何部分载液的储罐运载装备在运动过程中均存在晃荡问题.当外界激励频率接近液舱内流体自由液面的固有频率时,很容易产生剧烈的晃荡,产生极大的冲击力,进而引起结构损害.因此,研究有效的减晃方案,以抑制流体晃荡带来的冲击具有重要意义.该文研究了基于自主研制的数值程序模拟长方体液舱内的流体晃荡问题.该数值程序采用有限差分法求解均质不可压缩的三维非定常Navier⁃Stokes方程,利用VOF/PLIC方法对自由液面进行捕捉,并结合基于最优控制理论的拓扑优化程序对液舱内隔板进行优化设计.数值计算了液舱内固定形状的双隔板以及拓扑优化的双隔板的晃荡问题,分析了增设双隔板后流场的运动学和动力学特性.结果表明,拓扑优化后的双隔板抑制流体晃荡的效果更好,为船舶与海洋工程领域和航空航天领域中的晃荡问题提供了一种新的研究思路.

美国标准组合工字形受弯构件侧向屈曲承载力研究

侧向屈曲极限状态作为美国标准AISC 360-16-2016《钢结构设计标准》中规定的钢结构受弯承载力极限状态中的一种,是构件发生失稳破坏的常见模式,其影响因素除构件材料属性和截面尺寸外,更与构件受压翼缘侧向无支撑长度直接相关。对AISC360-16-2016钢结构组合工字形截面受弯构件的侧向屈曲承载力进行研究,按照腹板的截面类型不同,对其侧向屈曲承载力及塑性无支撑长度的计算进行分类,得出其关键影响因素及控制措施,结合STAAD.Pro钢结构设计软件,完善了构件设计后处理过程中检验参数的指定,并对设计优化措施提出一些建议。