海洋平台磁流变阻尼器半主动控制研究

基于现代最优控制理论建立海洋平台磁流变 (MR)半主动控制系统的数学模型 ,采用白噪声过程通过滤波器来近似随机波浪力谱。以典型导管架平台为算例 ,对磁流变阻尼器进行了参数设计。分析了 MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性 ,仿真结果表明 ,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的动态响应。

大型LNG储罐液固耦合模态分析

利用ADIAN软件中的Lanczos特征值算法,以山东青岛市董家口一座16万m3大型预应力混凝土储罐为研究对象,考虑液固耦合效应,对LNG储罐内外罐进行模态分析,比较了考虑液固耦合的理论计算结果与有限元计算的结果,证明了ADINA计算的正确性及有效性。对比分析外罐对內罐液固耦合和液体晃动的影响。得出液固耦合作用下,配筋方式及预应力钢筋间距对大型LNG混凝土外罐的梁式振动频率的影响;外罐自振频率跟泄露液体深度的曲线关系;对于LNG储罐的优化设计提供了设计依据,对地震作用下储罐的动态分析提供数据,为研究LNG储罐的抗震设计具有明显的指导性意义。

地震应急对策决策支持软件的设计与开发

基于空间决策支持技术,设计与开发了地震应急对策软件,在软件的总体设计、功能模块、数据库建设、地震应急对策模型及接口设计与模块集成等方面进行了研究与开发,并在“青岛市地震应急指挥决策支持软件系统”中得到实际应用和检验。实践证明,该软件能够实现城市地震灾害信息的科学管理,智能制定各种地震应急对策和生动的可视化,从而有效提高地震应急的效率和响应速度,为城市地震应急工作提供了有效的辅助决策手段;建成的“青岛市地震应急对策系统”对全国大中城市地震应急指挥技术系统的建设具有示范意义。

青岛市地震应急指挥决策支持软件的设计与开发

基于空间决策支持技术设计与开发了城市地震应急指挥决策支持软件,在软件的总体设计、功能模块、数据库建设、接口设计与模块集成等方面进行了研究与开发,并在青岛市地震应急指挥系统中得到实际应用和检验。实践表明,该软件能实时收集地震现场灾害信息,给出地震灾害现状图,并且实时跟踪灾情发展及变化,智能制定各种地震应急指挥指令,可视化绘出应急指挥决策图,从而有效提高地震应急指挥的效率和响应速度,为地震现场应急指挥工作提供了更实用、可推广的技术平台,这对全国大中城市地震应急指挥技术系统的建设具有实际意义。

基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。

夹层橡胶支座参数对大型LNG储罐地震响应的影响

利用ADINA软件建立董家口16万立方米LNG储罐的有限元模型,在模型中分别设置不同水平刚度、不同隔震频率和阻尼比的夹层橡胶垫作为储罐的隔震装置。对比了隔震前后储罐的位移和加速度反应的变化,同时分析了采用不同隔震参数支座的储罐在液固耦合作用下,储罐内部液面晃动的变化情况。结果表明:夹层橡胶支座的水平刚度对储罐隔震效果的作用不明显,但夹层橡胶支座的隔震频率和阻尼比对储罐隔震效果的影响显著。隔震频率和阻尼比越大,对内外罐位移和加速度的控制效果越明显。因为基底剪力、基底倾覆弯矩和动液压力会增大,而且隔震装置会放大储罐的晃动波高,所以在选取隔震支座时,要综合考虑储罐高径比、隔震支座的隔震频率和阻尼比等参数,选取最优组合,从而达到最佳的减震效果。

城市避震疏散能力评价方法研究

综合考虑人口、建筑、绿地、道路、疏散场所和重大危险源等各类影响因素,提出了街区疏散能力综合评价指数CEIEC,用层次分析法(AHP)通过各因素权重,对街区避震疏散能力进行了量化表达,能够给出各研究单元的避震疏散能力的相对水平,从而对城市社区避震疏散能力进行综合评价。本方法有利于揭示城市内避震疏散的薄弱环节,对城市规划等部门的工作,尤其对城市防灾规划的编制具有明显的指导性意义。

城市抗震设防标准的优化

本文提出了城市抗震设防标准的优化方法,该方法利用了建筑结构的易损性分析理论,初始造价与设防烈度的关系,地震设防时增加的经济投入与设防烈度的关系,地震经济损失与设防烈度的关系等,根据抗震设防增加的经济投入与地震经济损失之和最小的模型得到经济最优设防烈度,并以按经济最优烈度设防时地震中的人员伤亡率小于社会可接受地震人员死亡率为限制条件,求得最优设防烈度。

生命线工程综合防灾规划决策方法研究与应用

在对生命线工程综合防灾规划编制的技术路线进行分析的基础上,引入了综合灾害指数的概念,提出了一种城市生命线工程综合防灾规划的决策方法,该方法利用综合灾害指数的计算来获得综合防灾规划的决策依据。在综合灾害指数的计算过程中,以给水工程综合防灾为例,采用层次分析法,得到10种灾害最终的评价权重;以地震灾害影响因素识别和地震灾害风险指标的计算为例给出潜在灾害的风险指标计算。最终以综合灾害指数为重要衡量标准,并结合生命线工程功能上的布局要求和系统的整体性要求来进行生命线工程的综合防灾规划。本方法在烟台市开发区生命线工程综合防灾规划中得到了实际应用,以期为我国其他城市的生命线工程综合防灾规划的编制提供借鉴。

MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用

针对磁流变 ( MR)阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究 ,建立了海洋平台 MR半主动控制结构的数学模型 ,提出了基于现代最优控制理论的半主动控制方法 ,并对磁流变阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍 ,对磁流变阻尼器的参数进行了设计 ,以某典型的固定式导管架平台为算例 ,数值分析了 MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性 ,仿真结果表明 ,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应。

含不同腐蚀缺陷输油管道抗震性能分析

为对比分析含有不同单点腐蚀缺陷的输油管道的抗震性能,采用有限元软件ADINA建立地震作用下的架空管道与内部流体的液固耦合模型。通过对比不同腐蚀深度和不同腐蚀位置下管道的位移、应力峰值及特殊点处的位移、应力情况,分析腐蚀深度及内外腐蚀对管道抗震性能的影响,从而对实际工程中的管道设计及检修起到一定的指导意义。分析表明,对于管道,外腐蚀比内腐蚀对管道的抗震性能影响更大;随着腐蚀深度增加,管道的应力的涨幅越来越大;无论是内腐蚀还是外腐蚀,当管道腐蚀深度超过管壁厚度的70%时,在地震作用下管道都有破坏危险。

给水管道综合防灾规划决策方法研究与应用

本文提出了一种城市给水管道综合防灾规划的决策方法,该方法利用综合灾害指标的计算来获得综合防灾规划的决策依据。在综合灾害指标的计算过程中,采用层次分析法,得到了10种灾害最终的评价权重;以地震地质灾害影响因素识别和地震地质灾害风险指标的计算为例,给出了潜在灾害的风险指标计算。最后以综合灾害指标为重要衡量标准,结合给水管道功能上的布局要求和系统的整体性要求,在烟台市开发区给水管道综合防灾规划中进行了实际应用,完成了给水管道的综合防灾规划。本文以期为我国其他城市的生命线工程综合防灾规划的编制提供借鉴。

基于GIS油田环境监测信息管理系统的研究和应用

以大庆油田为例,通过在区域环境安全信息管理与建筑物环境安全信息管理系统中采用环境地理信息系统(EGIS),构建大庆油田环境地理信息系统(DOFESIMS),并阐述了其技术结构、数学模型、功能及功能扩展,为区域环境安全信息管理的规划与实现提供科学依据。在实现对油田环境有效管理的基础上,对大庆油田污染物排放进行了预测与分析,并将结果进行空间可视化展示,以此证明环境地理信息系统可有效解决区域环境安全的信息管理。

竖向地震作用对储液罐地震响应的影响分析

地震作用下大型储液罐的安全问题日益引起重视。基于ANSYS软件建立储罐液体耦合有限元模型,考虑罐底非线性接触效应,以El-Centro南北向和竖直向记录地震波为输入,研究水平激励以及水平和竖向同时激励两种工况下储罐的动力响应。研究结果表明,两种工况下靠近罐底1.2m处均发生了"象足"变形,竖向激励下水平相对位移增加了14%。竖向激励使得罐壁环向应力和轴向压应力均有不同程度的增加。竖向地震激励对液面的竖向晃动影响较小。储液罐底板在地震作用下发生了竖向提离和永久滑移,竖向激励时增长幅度均在10%左右。同时罐体基底剪力在竖向地震作用下也有所增大。储罐抗震设计时应考虑竖向地震分量的影响,研究结论可为立式储罐的抗震设计提供一定的参考和依据。

深厚场地地震响应中阻尼矩阵形式的影响分析

深厚覆盖土层地震响应时域分析中阻尼矩阵形式的选取十分重要。本文基于滞后阻尼比和振型阻尼比构造了6种不同的比例阻尼矩阵形式,研究其对深覆盖土层地震响应的影响。以上海某一实际深厚覆盖土层为算例,分别以人工合成基岩地震波、汶川地震时上海佘山记录的基岩地震波为输入,得到6种阻尼矩阵形式下不同深度处的土层地震响应,并以频域解为基准解进行比较。研究结果表明,阻尼矩阵形式对加速度结果的影响程度比位移结果要大,运用同一种阻尼矩阵形式所得结果误差和输入地震波频谱特性有关。地震波自身的频谱特征对阻尼矩阵形式的选取有一定影响,建议综合考虑地震波的频谱特征和场地土层特性来构建合适的阻尼矩阵以获得合理的结果。

基于流固耦合含腐蚀缺陷管道模态分析

为研究基于流固耦合作用下腐蚀缺陷对管道振动特性的影响,利用有限元软件ADINA建立含不同腐蚀深度的架空管道模型,分别进行空管与充液管道状态下管道模态分析,提取前10阶频率和阵型,并对其进行了具体分析。研究发现:流固耦合作用下,管道整体刚度下降,振动频率降低,研究管道振动问题时,考虑流固耦合作用是合理且必要的;管道自振频率均随腐蚀深度的增加而减小,并且频率近乎呈阶梯状分布;管道外部的腐蚀缺陷和环向分布的腐蚀缺陷对管道刚度影响较大。研究结果对于含腐蚀缺陷架空管道的振动特性研究与维护更新有重要的指导意义。

地震动频谱特性对罐液体系地震响应的影响分析

基于拉格朗日方法建立考虑流固耦合效应的位移格式的运动方程,运用ANSYS建立立式拱顶储罐的三维有限元模型,分别选取短周期成分丰富（S1）、普通地震波（S2）和长周期成分丰富（S3）的三条天然地震波,分析了地震波频谱特性对液体晃动、罐底剪力、弯矩以及罐壁响应等结果的影响。研究表明,罐液体系自振频率存在两个明显频段,即液体晃动低频率段（长周期）和罐液耦联振动高频率段（短周期）。罐液体系的动力响应对地震波频谱特性的影响较为敏感。S3地震波卓越周期最接近罐液晃动周期,引起液面大幅度晃动,较其他增长4倍。罐液耦联振动对轴向应力响应影响最大,S1地震波卓越周期最接近罐液耦联振动周期,其引起罐底轴向压应力超过规范许用应力,出现明显＂象足＂屈曲变形。罐底剪力和弯矩受耦联振动影响最大,而液体晃动对其影响较小,地震激励仅引起液体表面少量单元产生对流运动。

大型储罐抗震研究现状与发展综述

储罐作为重要的石油化工设备,如何保障地震作用下储罐的安全运行,确保人民生命和财产安全是众多学者研究的重要课题。本文首先指出储罐抗震研究的重要意义,然后从简化模型、数值模拟、试验研究以及规范条例等方面对储罐抗震研究进展进行了综述,最后指出了目前储罐抗震研究中存在的问题及发展趋势。今后储罐抗震研究中,应考虑罐体-基础-地基之间的相互作用,要重视罐体的提离破坏机理以及开展相应的试验研究。

车辆-轨道-桥梁空间耦合振动引起的环境振动

首先建立了车辆-无碴轨道-桥梁系统空间耦合振动模型,通过随机振动分析得到桥墩墩底反力,然后建立了土体-建筑物的三维有限元模型,并将以上得到的墩底反力作为土体-建筑物三维有限元模型的外部激励。分析结果表明,周围土体振动强度随距离的增加而减小,且都存在反弹区;周围建筑物的振动强度随桥墩距离的增大而减小,且在建筑物低层横向和竖向振动相差不大,但是到了高层处横向振动明显大于竖向振动。

钢筋混凝土大底盘工程场地地震响应分析

水平土层场地尤其是特殊地形的场地地震响应计算是工程场地安全性评价的重要内容。本文以上海某在建超高层建筑中钢筋混凝土大底盘工程场地为背景,对其深覆盖土层场地进行了地震响应计算分析。为研究地震作用下刚性大底盘可能产生的地震动摆动效应,采用工程场地地震安评报告提供的3条地震波进行了一致激励和行波激励的地震响应分析。计算结果表明,混凝土大底盘具有刚体运动的特点,且具有一定的摆动效应,地震动强度越小,地震波激励方式引起的摆动效应差异越大。行波激励下底盘各点水平加速度响应较一致激励有所减小,按沿基岩一致地震输入进行土层地震反应分析偏于安全。