面向船舶吊装工艺安全评估的有限元快速建模方法研究

分段吊装是船舶建造中的一项重要工艺,为精准模拟船舶吊装作业过程中眼板结构节点的应力分布,在船舶吊装有限元强度计算时眼板区域需进行细网格计算.基于由几何方法添加辅助硬点并生成过渡单元的思路,提出了一种眼板有限元细网格快速生成方法.在粗网格的基础上,将眼板几何模型进行网格细化并根据布置位置与粗网格相连接.基于HyperMesh二次开发,编制了实用可靠的程序,提高了眼板的建模计算效率.

散货码头密目网苫盖包工包料费率分析

针对散货码头集港、疏港、堆存时产生的扬尘问题,目前采用的主要措施是防风抑尘网、作业喷水降尘、货垛日常苫盖密目网。密目网在使用规格、材质、寿命、费率等方面没有相关的参照标准,根据某码头4年相关使用数据,提出基于密目网使用次数和使用寿命2种口径的费率测算方案。该方案可为使用环境相似的企业提供参考。

基于智能优化的3D mesh微调算法

3D mesh简化是计算机图形学中的关键技术。大多数简化算法旨在权衡被简化3D mesh的占用内存和近似误差,因此很难找到最优的简化3D mesh。为了解决这一问题,文章提出了一种新的3D mesh微调算法。该算法通过调整被简化的3D mesh的点坐标,以搜索具有最小近似误差的简化3D mesh。实验结果表明,设计的微调算法可以进一步减小被简化的3D mesh的近似误差,并缩小被简化3D mesh与原始3D mesh之间的外观差距。

细高齿齿轮啮合刚度及动态特性研究

为了研究细高齿齿轮的振动特性,以一对标准齿齿轮和细高齿齿轮为对比研究对象,建立直齿轮传动系统平移-扭转动力学模型;采用有限元方法求解细高齿齿轮的时变啮合刚度,分析了负载对刚度的影响规律;通过Newmark-β时间积分法计算齿轮的振动响应,对比标准齿齿轮和细高齿齿轮传动系统的轴承动载荷及齿轮啮合激励,求解了不同转速下两对齿轮系统的输入、输出轴承动载荷。结果表明,细高齿齿轮啮合为两齿-三齿交替接触,刚度变化减弱;轴承动载荷波动幅值较标准齿大幅降低,啮合频率及其倍频幅值明显下降,轮齿间啮合力减小。

降雨历时动态变化对临时苫盖措施坡面减流减沙效益的影响

工程堆积体具有独特的物质组成,其土壤抗侵蚀能力差,受暴雨冲刷极易导致水土流失,密目网苫盖作为一种重要的临时措施,定量揭示密目网苫盖的蓄水保土机理具有重要意义。为分析降雨历时动态变化对工程堆积体密目网苫盖减流减沙效益的影响,试验设计60,90,120 mm/h 3个降雨强度,对5°,15°,25°,35°共4个坡度的堆积体坡面在裸地和密目网苫盖处理下进行人工模拟降雨试验。结果表明:60 mm/h降雨强度时,密目网苫盖处理在15°~35°对坡面产流历时抑制作用显著(p<0.05),当大于60 mm/h时,在15°~25°可显著延长坡面产流历时(p<0.05);不同坡度下60 mm/h与90,120 mm/h降雨强度减沙效益差异显著(p<0.05),密目网苫盖处理减流减沙效益随降雨历时延长而减小,均在90 mm/h降雨强度达阈值;幂函数可很好地描述减流减沙效益随降雨历时的变化关系,效益衰减系数(b)随降雨强度增大陡增;密目网苫盖处理减流减沙效益随降雨历时变化可分为高效阶段、递减阶段和稳定阶段,最佳减流效益历时总体小于30 min,最佳减沙效益历时在20 min附近。综上所述,考虑生产建设项目水土保持工作的开展,当生产建设项目施工区以短历时(<30 min)、强降雨(<90 mm/h)为主要降雨类型时建议采用临时苫盖措施,可有效减少施工区水土流失。研究成果可为生产建设项目水土保持监管提供参考。

基于模糊数学的甘肃河东地区短时暴雨的大气环境参数综合评价研究

为了改进短时暴雨预报方程,提高短时暴雨预报准确率,综合评价多种大气环境参数对甘肃河东短时暴雨预报的影响权重是十分必要的。本文利用甘肃河东2013—2018年汛期降水量资料,采用百分位法计算了甘肃河东6—8月短时暴雨阈值,根据阈值挑选出甘肃河东92个短时暴雨个例,使用ECMWF 0.25°×0.25°再分析资料,分析大气环境参数发现,K指数、700 hPa相对湿度、大气可降水量等参数对甘肃河东短时暴雨有较好的指示意义;基于模糊数学的方法,考虑显著性及适度性,构建了28个大气环境参数的综合评价方案,得出不同时段大气环境参数权重,综合分析表明:甘肃河东汛期发生短时暴雨时,各时段大气环境参数权重排序不同,预报短时暴雨时需考虑其所处气候时段大气环境参数的权重,并对权重排序较前的参数进行重点考虑。

基于重现期计算的白枇杷避冻种植研究

以浙江宁海白枇杷主产区为研究代表,本文基于浙江宁海国家气象站近30年(1991—2020年)及21个自动气象站近14年(2007—2020年)日最低气温资料,采用耿贝尔分布法求解十年一遇的≤-3℃日最低气温积温重现值;利用SPSS与GIS综合考虑经纬度、海拔高度及距海岸线距离等,实现宁海白枇杷避冻种植区划,结合白枇杷冻害生理指标划分适宜、次适宜、不适宜3种区域,区划结果与当前白枇杷实际种植区域高度一致,区划结论为宁海白枇杷种植提供科学避冻依据,同时为浙江白枇杷适宜性种植区划研究提供技术参考。

鞍钢东部矿区尾矿再选工艺流程优化

鞍钢东部矿区尾矿再选采用“预富集-流态化磁化焙烧-磁选”的选矿工艺,预富集流程采用“一次弱磁-一次强磁-磨矿-二次弱磁-二次强磁”的选矿工艺,优化为采用“一次弱磁-一次强磁-旋流器细筛联合分级”的选矿工艺,节省了投资和运行成本。预富集精矿进行流态化磁化焙烧后,原工艺流程是“造浆-磨矿-磁选”,根据试验报告焙烧磁化率为89.17%,还有10.83%的弱磁性铁矿物没有被磁化。因此,优化后的工艺流程是“造浆-磁选-磨矿”,可以提前将没有磁化的弱磁性铁矿物抛尾,大量减少入磨矿量。

基于S-N曲线的5万t油轮疲劳寿命分析及优化

文章基于Miner-Palmgren线性损伤理论,设计S-N曲线,并采用散货船和油船共同结构规范中精细网格的有限元分析方法,对5万t油轮货舱进行疲劳寿命分析。针对疲劳强度不满足要求的货舱结构,提出了合理的加强和优化意见,使该船的疲劳强度满足规范和船级社的要求。

煤矸石基浆液工作性能影响因素试验研究

为了探讨不同因素对煤矸石基浆液工作性能的影响,以山西省某煤矿煤矸石细粉作细骨料,在分析材料物化特性的基础上,采用均匀试验定量分析了细粉目数和质量分数对煤矸石基浆液工作性能的影响规律,并进行了单因素和方差分析。研究结果表明:随着细粉目数和质量分数的增加,煤矸石基浆液的流动性和泌水率均降低,黏度呈上升趋势;结合单因素和方差分析可知,质量分数对煤矸石基浆液工作性能的影响更显著;不同影响因素下煤矸石基浆液的最优配比为:细粉目数40目、质量分数63.4%;适当增大细粉目数、质量分数能有效改善煤矸石基浆液的流变性能。该研究成果可为煤矸石基浆液的设计和性能评价提供理论依据。

珠江口地区海陆风系的研究

选取香港、澳门、广州三站为珠江口地区的指标站， 对三站多年的观测资料进行统计分析， 得到了珠江口地区海陆风现象的一些特征。并用细网格 Ｍａｓｓ 模式对该地区的海陆风风系作诊断研究， 得到了该地区海陆风风系的细致分布特征， 在指标站该诊断结果与观测资料相一致。

云南省细网格气候区划及气候代表站选取

利用1961—2008年云南省124站气温观测资料,经过地形订正后,形成1km×1km的细网格点数据。在此基础上,开展了云南省细网格气候区划及气候代表站选取的研究。结果表明,云南可划分为高原气候带、温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带和北热带等6个气候带,所占面积分别为3.32×104、3.65×104、15.65×104、6.82×104、8.66×104和1.31×104km2;高原气候带分布在滇西北3000m以上高海拔地区,温带主要分布在滇东北和滇西北海拔高度为2200～3000m的地区,北亚热带主要分布在滇中、滇西、滇南高海拔地区和滇北低海拔地区,中亚热带主要分布在滇中、滇东南和滇西南海拔较高的地区,南亚热带主要分布在滇南和河谷地区,北热带主要分布在滇南和海拔较低的河谷地区;各气候带分布与地形和纬度相关联,地形因素比行政区域更能体现气候特征;通过站点序列与气候带序列趋势变化一致性和偏离程度的统计分析,所选气候代表站与相应气候带序列变化非常一致,能够较好地代表云南各气候带变化特征。

提高会泽铅锌矿选矿回收率方法探讨

通过对矿石性质的介绍和流程考查结果的分析,指出了原矿性质不稳定、过磨粒级产率偏高、选矿设备和药剂制度对微细粒矿物回收效果不理想是影响会泽铅锌矿选矿回收率的主要因素,并针对性地提出了科学配矿、稳定入选矿石性质,选择合理的磨矿介质、提高磨矿产品粒度的均匀性,采用细筛代替水力旋流器、提高分级效率,强化对细粒级有用矿物的回收等提高铅锌回收率的措施。

子模型范围及边界条件对应力结果的影响

针对HCSR对于局部结构强度细化分析子模型范围的规定及CCS_HCSR_TOOLS对于细化分析子模型边界条件施加方法的合理性问题,以某散货船的底边舱下折角为例,进行局部结构细化网格分析,分别建立嵌入式细化模型以及3个不同范围的子模型,以嵌入式模型计算结果为基准,对比各子模型应力计算结果表明,子模型范围、边界节点角位移约束及子模型新增节点的插值处理对应力结果影响较大;子模型边界节点所在位置对应力结果影响不大。

船体折角型节点有限元细化分析的程序化方法

为更精确模拟折角型船体结构节点的应力分布,对折角型船体结构节点有限元细化网格进行了算法研究,用MSC/Patran的PCL语言,开发了相应的细化网格有限元分析工具,实现了折角型船体结构节点的网格划分和优化分析的快速化。该系统已成为中国船级社CCS-SDA系统细化分析工具的一个子系统。

基于ECMWF细网格模式产品的湿螺旋度在四川盆地强降水预报的应用试验

利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)高分辨率预报场(0.25°×0.25°)资料以及四川省加密自动站降水量资料对2011年汛期7—9月和2012年5—7月共计20例强降水个例进行湿螺旋度指标的统计分析,分别归纳总结出6和24 h内强降水发生发展及落区分布的判据指标。利用这些判据指标对2012年8月30日至9月1日及9月8日发生在四川盆地的两例强降水过程及2013年汛期6—8月暴雨个例进行检验并在汛期投入了业务预报工作。检验结果表明:低层700或850 hPa湿螺旋度正值区的分布对强降水落区分布指示较好;当强降水发生时,24 h时效预报的24~48 h 3 h间隔预报场湿螺旋度数量值超过了指标值并持续了2个时次以上,达到了强降水发生的要求;零场预报的0~24 h及12 h时效预报的12~36 h间隔3 h预报场任一时刻湿螺旋度数量值达到了6 h指标判据值,对其后6 h的暴雨落区有较好的指示作用,可作为短时临近预报的业务参考;湿螺旋度订正预报暴雨发生的TS评分远高于ECMWF模式,预报效果好。

组合网格法及其在电磁问题中的应用

提出了应用组合网格法解决电磁问题的思想。论述了该方法的基本原理和计算步骤,将计算结果与单套网格的计算结果比较,总结了该方法应用过程中应注意的问题。指出了当粗细网格材料不同时应在细网格区域外加一层粗网格区域的材料,从而提高解的精度。将该方法应用于一个运动电磁问题,证明了它的有效性和准确性。

由泄洪水流引起的水舌风现象的数值模拟分析

本文采用细网格非静力能量闭合边界层模式,对水电站大坝泄洪过程中水舌风的生成演变发展过程进行数值模拟。水电站开闸泄洪时,高速水流对气流瞬时的强大冲量作用在坝后形成一个风速较大区,随着高速水流趋向稳定,采用两种模拟方案对水舌风的发展演变过程进行进一步模拟。方案一,通过水气动量交换作用,水流对气流的拖曳力仅来自于大坝溢流面;方案二,拖曳力来自于溢流面及溢流面与消力池接口面。对模拟结果进行分析,发现不考虑水舌风效应时,坝体下风方向出现上下两个方向相反的微弱涡旋;当考虑水舌风作用时,高速水流的瞬时强大冲量作用在坝后形成一个风速较大的逆时针涡旋;水流趋向稳定后,两种方案进行模拟的结果与不考虑水舌风时相比,两个涡旋均得到加强,尤其是处于下面的溢流面处的逆时针涡旋。

混合有限差分方法及其在微带电路分析中的应用

针对单片微波集成电路设计需要考虑空间分辨率和结构尺寸的差异,本文提出了应用混合有限差分方法来分析设计微带电路的想法。对微带导体边缘细节部分采用准静态场来估算导体边缘内部电流分布和外部场分布。然后将准静态估算的结果合并到混合方法的动态部分。这样既保持了常规有限差分方法的精度,同时又减小了计算的复杂性。通过与常规有限差分方法对单片微波集成电路有效介电常数提取结果的比较,表明一致性很好,证明了本文方法的有效性。将这种方法应用于实际微带功分器的设计,所得结果与实测结果证明了本文方法的准确性。

有限元计算中疏密网格过渡方法研究

工程计算中出于节省计算量的目的,往往需要在一个有限元模型中布置粗细不同的网格。为保证计算结果的准确性,必须保证网格突变情况下的位移协调问题。本文工作之一是在强天驰界面过渡单元的基础上,引入虚拟节点和子单元,在子单元中应用节理元思想,提出了基于最小势能原理的弹簧节理单元法。简化了积分运算,避免了精度要求极高的坐标转换,从而提高了方法的精度和实用性;二是提出了基于位移约束的主从自由度法,简便实用,只需简单的矩阵运算即可实现。两种方法均实现了不同尺寸网格间位移的协调性和刚度的匹配,从而使之满足有限元收敛准则,且生成的刚度阵具有对称性及带状性。算例证明两种方法精度良好,并可方便地应用于求解大规模工程问题。