基于STAR-CCM+的全附体潜艇水压场特性及附体影响性研究

潜艇航行引起的流场压强变化称为潜艇水压场,其特性常被应用于水雷,以实现目标探测,攻守兼备。考虑指挥台围壳、尾翼影响,以全附体艇体为研究对象,在验证性研究的基础上,基于粘流理论研究了潜艇水压场特性,揭示了附体对艇体表面、周围流场、水底流场的压强分布影响规律。结果表明:附体对艇体表面的压强分布影响显著,但影响范围局限于附体小区域,而对水底处的水压场影响仅在潜艇近底航行时才略显著,可见非近底航行工况下可忽略附体影响,实现潜艇水压场的快速预报;在研究近水面航行工况时,水面兴波对海底潜艇水压场的分布存在影响,具体影响潜艇水压场的峰值大小和位置等。

大理石历史建筑遗产的细菌修复加固

为避免历史建筑遗产保护过程中的不可逆损伤,通过细菌诱导碳酸钙在大理石试样表面矿化沉积形成薄层以达到保护目的.采用X射线衍射仪、扫描电镜、压汞注入仪及超声波研究了矿化晶体晶相、矿化层生长、沉积晶体对试样孔隙的影响以及对矿化层的粘结与保护效果.结果表明:矿化晶体为方解石和球文石;细菌在晶体矿化沉积过程中充当成核位点,且晶体均匀生长在试样的表面;沉积致使试样孔隙率减小22.2%,但对孔径分布无显著影响;矿化层与基层可形成有效粘结.细菌诱导矿化修复保护可作为石质历史建筑遗产保护的一种有效方法.

细菌诱导碳酸钙沉积修复混凝土裂缝

提出生物沉积修复混凝土裂缝的方法,通过XRD、SEM、混凝土抗压及抗弯试验,研究细菌诱导碳酸钙晶体在混凝土表层沉积的晶相、微观形貌及生物沉积对混凝土裂缝的修复效果。结果表明:沉积晶体的晶相为方解石和球文石;对于菌种Sporosarcina pasteurii,Ca2+源影响沉积晶体的晶相类型,Ca2+浓度影响沉积晶体的形貌和尺寸,沉积晶体在混凝土表层形成了有效的防护层;混凝土裂缝经生物沉积修复后,抗压强度随裂缝深度增加而增加,最大增加了15.3%;梁试件跨中极限荷载随裂缝深度增加而减小,极限荷载最大增加了8.5%,浅层裂缝恢复效果较深层裂缝明显。

细菌诱导碳酸钙矿化材料及其应用前景

采用XRD,SEM,超声波及混凝土碳化分析研究了细菌诱导矿化材料晶相、生长形貌、与基层的黏结及对混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:细菌诱导碳酸钙沉积晶相为方解石和球文石;对于菌种Sporosarcina pasteurii,Ca2+源影响其沉积晶相,培养基中肉汤影响晶体生长形貌;矿化材料在试样表层均匀沉积生长,与基层形成有效黏结,并可有效提高混凝土的抗碳化性能.细菌诱导矿化材料可应用于历史建筑的修复保护与混凝土结构耐久性的改善.

生物修复加固石质文物研究进展

置于自然环境中的石质文物因物理、化学及生物等因素作用风化腐蚀、开裂破损而处于濒危境地,许多传统方法在应用中或因负面效应太强或因收效甚微而受局限。对结构修复加固应避免造成不可逆反应,其产物应兼具良好的相容性、有效性与耐久性,生物修复加固因应而生。综述了近年来生物修复加固方面的研究进展,并探讨了生物修复加固机理及应用研究前景。

生物修复加固材料在土木工程中的应用研究进展

生物修复加固材料生态环保、性能优异。本文综述了近年来生物修复加固材料在石质文物与历史建筑保护、混凝土裂缝修补、提高混凝土耐久性以及岩土工程等领域的应用研究进展,并探讨了材料修复加固机理、存在的问题及应用研究前景。简要梳理一下生物修复加固材料在土木工程中的应用研究思路。

基于改进粒子群优化算法的钢框架抗震优化设计

为进行钢框架结构抗震优化设计,首先构建基于Push-over抗震分析方法、以结构顶层位移和层间位移角为性能指标的抗震优化模型;选择从惯性权重取值、速度更新方式和位置更新方式等方面改进的粒子群算法对构建好的结构模型进行优化;对一榀三层四跨钢框架模型算例进行优化求解,并与标准粒子群算法、蚁群算法和遗传算法的求解结果进行比较。结果表明:改进后的粒子群算法稳定性良好且求解质量更优,可应用于钢框架抗震优化设计。

一种基于性能的抗震设计的Pushover分析方法

论述了一种以顶层位移作为性能指标的弹塑性Pushover分析方法用于基于性能的抗震分析,并且编制了相应的Matlab程序.为验证分析方法的科学性和可靠性,用Pushover程序对双层单跨、双层双跨的两榀平面钢框架作计算分析,且与其试验数据进行对比.结果显示:分析结果与试验数据的荷载—位移曲线基本吻合,误差小于14%,表明Pushover分析方法和程序可靠.并以Pushover方法作为抗震性能的分析工具对一榀三层四跨框架做了抗震分析,显示了Pushover方法的适用性.

横观各向同性弹性半空间非轴对称问题解析解

基于地基土存在着固有各向异性和诱发各向异性 ,本文采用横观各向同性弹性体模型模拟地基半空间 ,将Love位移函数推广到半空间 ,得到位移与位移函数之间的关系 ;然后经过Hankel变换得到非轴对称问题位移、应力的一般解。本文的一般解经过退化 ,得到的轴对称弹性半空间解与经典解吻合。

再碱化后的钢筋混凝土长期电化学研究

采用交流阻抗谱和极化曲线,对再碱化后钢筋混凝土进行电化学研究.再碱化试验参数是:电流密度3A.m-2,5A.m-2;再碱化天数14和28d;电解液为1mol/L的碳酸钠电解液.同批碳化试件分8组再碱化,时间间隔为1,2,3,8,9,10,13个月,然后放入室内.再碱化试验结束后,测试钢筋混凝土的交流阻抗谱、钢筋的开路电位、腐蚀电流和pH;对再碱化后试件的开路电位从-1 100mV经过一定时间正移到-300mV以上的现象进行再碱化模拟试验研究.结果表明,再碱化过程中,阴极钢筋处产生的氢气使钢筋的再钝化比较缓慢;再碱化处理之后要弛豫一段时间才可检测钢筋电化学;在本试验条件下,再碱化后钢筋混凝土电化学性能随着时间衰减;再碱化后10～13个月,电化学性能逐渐趋于稳定.

再碱化钢筋砂浆试件再碳化后的电化学性能

为模拟再碱化钢筋混凝土结构的耐久性,对再碱化后的钢筋-砂浆试件进行加速碳化试验,碳化的时间采用试件进行再碱化前第1次碳化所用的时间.采用交流阻抗谱、极化曲线和pH测试等测试方法研究再碳化过程中钢筋电化学和水泥砂浆碱性的变化.试验结果表明:在本试验条件下,再碳化后试件的pH值仍然大于10.00;再碳化后钢筋的腐蚀电流虽然有所增大,但仍小于再碱化前的腐蚀电流密度,钢筋的腐蚀电位负移,但仍大于再碱化前的腐蚀电位.研究结果表明:再碱化后的混凝土结构对CO2具有较好的抵抗侵蚀的作用.

锈蚀钢筋混凝土压弯构件受力性能研究

采用外加电流对混凝土构件中钢筋快速锈蚀,通过材性试验探讨了锈蚀钢筋力学性能,通过锈蚀钢筋混凝土构件荷载试验,探讨了钢筋锈蚀程度对混凝土构件的承载力、刚度的影响,有效地评估了锈蚀钢筋混凝土构件承载力的降低程度和耐久性。

细菌诱导矿化保护历史建筑遗产的机理及效果

为了研究细菌诱导碳酸钙在大理石、混凝土基材表层矿化沉积形成的人工层对基材加固保护的机理及性能,用X射线衍射、扫描电镜、压汞仪及超声波研究分析了矿化晶体物相,矿化层生长,沉积晶体对基材孔隙的影响以及矿化层黏结与保护效果。结果表明:矿化晶体为方解石和球文石;Ca2+源影响碳酸钙矿化沉积晶相,细菌在晶体矿化沉积过程中充当成核位点,且晶体均匀生长在基材表面;沉积致使试样孔隙率减少,但对孔隙分布无显著影响;矿化层与基材可以形成有效黏结。

石砌古建筑的细菌修复加固试验研究

针对石砌古建筑修复保护,开展细菌诱导矿化沉积修复加固石质试件试验。采用X衍射仪、扫描电镜、压汞仪及超声波研究分析了沉积晶体晶相、沉积层生长及形貌、沉积对试件孔隙影响以及沉积层黏结与保护效果。结果表明:矿化晶体为方解石和球文石,沉积晶体在试件的表面均匀沉积,并形成了有效地防护层,沉积对孔隙分布无显著影响,但致使试件孔隙率减小22.2%,沉积层与基层可形成有效黏结。细菌修复加固可作为一种有效的石砌古建筑保护方法。

基于改进粒子群算法的桁架结构优化设计

为进行桁架结构截面优化设计,首先构建桁架结构模型;然后选取从惯性权重取值、速度更新方式、位置更新方式等方面改进的粒子群算法对桁架结构模型进行优化;最后对平面52杆和空间25杆两个经典桁架结构优化问题进行求解,并将得到的结果与相关文献进行比较.数值结果表明:改进后的粒子群算法收敛速度较快,求解质量较优,算法稳定性较好,实现了改进粒子群算法在桁架结构优化设计中的具体应用,为桁架结构优化设计提供了一种切实可行的方法.

基于改进蚁群算法的结构抗震优化设计

为将蚁群算法应用于结构抗震优化设计,构造了基于性能的结构抗震优化模型.针对优化模型的特点和算法自身缺陷,从路径选择方式、信息素更新方式以及信息素浓度控制三方面改进算法,通过信息素的动态区块更新策略和整体缩减调整策略的结合实现了算法的阶段性搜索.以三层四跨框架模型作为优化算例,显示了改进蚁群算法在基于性能的结构抗震优化设计中的适用性和有效性,为抗震优化设计提供了一种可行方法.优化结果表明,改进的蚁群算法求解质量更优,稳定性更好,且在搜索效率和求解速度上提升显著.

反应条件下在线表征装置的研制

多相催化在能源工业中占据重要地位,同时对催化机理的深度认识提出了更高的要求。多数情况下,能够在反应条件下快速得到催化剂的评价和反应动力学相关信息对相关研究是极为理想的。本文介绍了最新研制的一种面向催化剂真实反应条件下具有高度操作灵活性的在线表征微反应装置,能提供液氮温区到500oC的准确控温,实现在真实催化反应条件(常压或高压)质谱在线表征。利用新装置在低温下灵活升温控制的功能,对CO预先还原的Au/TiO_2催化剂在-150oC初始条件下完成了程序升温脱附试验。以此为例,新装置在低温区的动态温控功能结合高压条件可以对相关反应提供重要测试表征,是催化常压和高压表征的有力工具。