农村居民点土地整治潜力分析——以烟台市牟平区为例

农村居民点土地整治是解决我国农村居民点用地浪费、居住环境差和增加耕地面积的重要措施,而土地整治潜力分析与计算是农村居民点整治规划的基础。本研究以烟台市牟平区为例,以乡镇为单位,在社会经济条件和农村居民点用地调查分析的基础上,对农村居民点用地整治潜力进行了测算,得到各镇农村居民点整治潜力及潜力系数,并分成四级整治潜力区。结果表明,一级整治区潜力系数为51.30%,距城区较近,经济条件好,应规划为重点整治区和近期整治区;二级潜力区和三级潜力区分别规划为中期整治区和远期整治区;四级区为暂不整治区。研究结果可为牟平区农村居民点整治规划提供依据。

农村宅基地使用存在的问题分析及政策建议——基于山东省栖霞市农村宅基地使用状况调查

分析了我国现行宅基地使用制度的基本内容和基本特征。在栖霞市农村宅基地使用状况调查的基础上,发现农村宅基地存在一户多宅、宅基地面积超标、宅基地闲置以及规划混乱等问题,通过深入分析,并针对不同问题及产生原因提出,超标宅基地退出、房屋作价补偿,超标宅基地有偿使用,闲置宅基地收取闲置费,宅基地有限期使用,加强村庄规划等相应的政策建议。

基于集中质量法的锚泊系统动力学仿真

为研究锚泊系统的动力学特性,基于集中质量法建立锚泊系统的动力学模型,并采用四阶龙格-库塔法进行数值解算。在锚泊线顶端施加水平方向的激励,研究其在不同激励幅值和频率下的运动响应。针对锚泊线的时间和空间离散程度对计算结果有很大影响的情况,在时间步长已定的情况下,根据稳定性条件给出稳定解算的空间步长。为减少动力学模型数值解算的计算冗余和提高仿真的实时性,对解算过程进行优化,在保证稳定的前提下简化解算过程。优化后的模型解算时间减少30%,进一步简化后减少76%,并能保证稳定和计算精度,说明所采取的优化和简化技术是成功和有效的。

基于集中质量法的水下缆索破断动力学仿真

为数值模拟和预测缆索破断的动力学特性,基于集中质量法建立了水下缆索的动力学模型,采用经典的Runge-Kutta法进行数值解算;通过设置合适的边界条件实现对缆索破断的模拟,并对快速破断和缓慢破断的动力学行为进行了研究;数值模拟结果表明,破断点及其附近节点的速度在破断后极短的时间内达到最大值,之后扰动以弹性波的形式向破断点以远的方向传播;缓慢破断时张力和速度在缆索上能够更加均匀地分布,使得动能在整条缆索上的分布更加均匀,从而能够高速运动的缆索节点数目更少,节点维持高速运动的时间更短;揭示了扰动以弹性波的形式在破断缆索上的传播机制,用数值的方法证明缓慢破断比快速破断更加安全。

锚操作模拟器中锚泊系统的建模与仿真

锚泊系统的建模与仿真是锚操作模拟器中的关键技术之一,模型的质量和可视化效果将会影响到场景仿真的实时性、逼真度和沉浸感,从而影响到利用模拟器进行抛起锚培训的效果。基于集中质量法建立了锚泊系统的动力学模型,采用四阶龙格-库塔法进行了数值解算,模型解算的速度能够满足仿真的实时性要求;建立了非线性海床土中锚泊线的受力模型,实现了锚泊线与海床土的交互建模,能够反映嵌入海床土中锚泊线的运动情况;采用了一系列可视化技术,实现了海洋工程中锚操作过程的动态仿真及可视化。

新型深水绷紧式系泊系统动力特性分析

通过对工作水深为1 500 m的新型绷紧式系泊系统中单根系缆进行动刚度和动张力计算,并与静刚度下计算结果比较,说明了在合成纤维系缆数值计算中考虑其动刚度特性的必要性;传统动刚度计算中将整条系缆作为直线考虑,假定系缆上的应力和应变处处相同,不考虑系缆自身重量,且忽略流体动力作用,这些假设和忽略降低了计算精度;基于集中质量法建立了系缆的动力学模型,提出采用分段动刚度方法通过迭代计算各缆段上的动刚度和动张力,并考虑了系缆自身重量、流体动力和海流等因素的影响;由于传统方法中取预张力作为平均张力计算会降低精度,于是提出基于统计的方法计算各缆段的平均张力,并用于该缆段动刚度的计算。该研究对于绷紧式系泊系统的数值分析和工程应用具有重要的意义。

新型深水复合式锚泊线动力特性分析

通过对工作水深为1 500 m的新型复合式锚泊线进行动刚度和动张力计算,并与静刚度下计算结果比较,说明了在合成纤维缆的数值计算中考虑其动刚度特性的必要性;传统动刚度计算中将整条纤维缆作为直线考虑,假定纤维缆上应力和应变处处相同,不考虑纤维缆自身重量,且忽略流体动力的作用,这些假设和忽略降低了计算精度,且无法适用于不均匀缆和复合式锚泊线的计算;基于集中质量法建立了复合锚泊线的动力学模型,提出基于统计的方法计算合成纤维缆各缆段的平均张力,采用分段动刚度的方法通过迭代求解各缆段上的动刚度和动张力,并考虑了自身重量、流体动力和海流的影响。

锚操作仿真系统的研究

锚操作模拟器能够为科研人员和受训的锚操作人员提供一个良好的可视化平台,对改善工作环境和提高工作效率有非常重要的意义。为搭建锚操作场景仿真系统,基于集中质量法建立了锚泊系统的动力学模型,并在航海模拟器的基础上加入海洋平台和锚作船的运动数学模型;利用OSG(Open Scene Graph)场景管理引擎,并采用一系列可视化方法与技术实现锚操作过程的仿真,形成一套基于物理的锚操作场景仿真软件。仿真系统包括数学模型解算模块、场景仿真模块和用户交互模块。系统的测试结果表明仿真效果、实时性和稳定性均能够满足锚操作模拟器的要求。

基于泊位坐标的无人船自主靠泊仿真研究

针对神经网络自主靠泊控制器只能完成特定港口的靠泊,而无法拓展到其他没有训练数据的泊位这一问题,提出一种以泊位顶点为原点,岸线为y轴的坐标系(泊位坐标系)。采用泊位坐标系中相对位置来训练神经网络控制器,在V.Dragon-5000航海模拟器中选取集装箱船"银河号",在大连港进行靠泊训练后,成功将靠泊控制器拓展到没有训练数据的深圳蛇口港与新加波樟宜港。仿真验证了采用新建立的坐标系可以拓展神经网络自主靠泊控制器适用范围,减小训练数据所需的成本。

多成分悬链线锚泊系统的静力特性分析

在经典悬链线理论基础上,给出N成分悬链线串联重块(和/或浮筒)(数量小于N个)锚泊系统的静力学方程,并应用分段外推数值方法进行静力特性分析,进而得到锚泊线几何形状和张力分布曲线.该方程可以大大方便多成分悬链线锚泊系统稳定状态的计算,为多成分组合式锚泊系统的动力学分析打下一定基础,并可用于海洋工程模拟器中锚泊系统的稳态计算.