Analysis of Influencing Factors on Lift Coefficients of Autonomous Sailboat Double Sail Propulsion System Based on Vortex Panel Method

Sail is the core part of autonomous sailboat and wing sail is a new type of sail. Wing sail generates not only propulsion but also lateral force and heeling moment. The latter two will affect the navigation status and bring resistance. Double sail can effectively reduce the center of wind pressure and heeling moment. In order to study the effect of distance between two sails, airfoil and attack angle on the total lift coefficient of double sail propulsion system, pressure coefficient distribution and lift coefficient calculation model have been established based on vortex panel method. By using the basic finite solution, the fluid dynamic forces on the two-dimensional sails are computed.The results show that, the distance in the range of 0 to 1 time chord length, when using the same airfoil in the fore and aft sail, the total lift coefficient of the double sail increases with the increase of distance, finally reaches a stable value in the range of one to three times chord length. Lift coefficients of thicker airfoils are more sensitive to the change of distance. The thicker the airfoil, the longer distance is required of the total lift coefficient toward stable.When different airfoils are adopted in fore and aft sail, the total lift coefficient increases with the increase of the thickness of aft sail. The smaller the thickness difference is, the more sensitive to the distance change the lift coefficient is. The thinner the fore sail is, the lower the influence will be on the lift coefficient of aft sail.

A Review of the Calculation Methods of Lifting Capacity in Wind Loads on Ocean Platforms

Wind load is a control load that affects the safety of structures in the design of ocean platforms. It has not only direct and powerful effects that may cause structure resonance but also has indirect effects causing waves or currents in the ocean. By analyzing the domestic and international norms, this study presents a review of calculation methods of wind load on ocean platforms, which belongs to large-scale non-entity structure used in the open sea while surrounding wind has no fixed direction. Current computations according to the norms are not accurate, which even not takes the force of the wind against the surface perpendicular to the structure into consideration. Additionally, this study also introduces and compares the lift model of platforms based on different theories, such as vortex-excitation and vibration, engineering structure dynamics, gas flow pressure theory, analyzing their applicability, advantages, and disadvantages. This paper analyzes the limitations and applicable conditions of the existing calculation method itself, such as the lift model is suitable for the existence of stable vortex wake;the calculation method of the structural dynamics of marine engineering must be combined with the wind tunnel test and consider the mistakes caused by the position relationship;the numerical simulation method is accurate but tedious. This study provides an insight into the calculation methods of lift in designing ocean platforms, including the finite element method for simulating fluid force and updating formulas in Chinese norms.

Non-Dimensional Values for Convergence of Lift Prediction Using Panel Method

This paper presents an implementation and posterior analysis of the convergence of the panel method. The implemented panel method is based on vortex lines and an unsteady wake on a flat plate as a wing. The main goal of the study was to discover parameters and their values range to obtain convergence of the solution. Results of lift convergence in function of control panel’s position, the effect of the size of the wake panels, the dimension of the wake, and the computation time are quantitatively described. The lift results are similar to the predictions by the lifting-line theory and the wake exhibited an expected shape, showing wingtip, and start vortices. Geometric parameters and non-dimensional values were developed to increase accuracy and stability of the method.

模拟手抬烧伤患者的悬吊架和起升方法的研究与设计

在烧伤患者治疗过程中,徒手过床搬运不仅会增加患者疼痛和出现皮肤损伤的风险,还会给医护人员带来较大负担。为改善这种情况,本研究设计了一种模拟手抬烧伤患者的悬吊架,其包括烧伤患者的悬吊装置、模拟手抬烧伤病人的悬吊架,其起升方法是模拟人手伸入患者的背部将患者抱起的过程,操作方便,可以避免烧伤患者在搬运过程中出现二次损伤,提高过床安全性及优质护理服务质量,减少过床的人力资源,极大地降低护理人员的劳动强度,为烧伤患者的治疗和康复提供了便利。

钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。

基于未确知测度方法的装配式建筑吊装风险研究

为实现对装配式建筑吊装风险的科学评价,基于AHP-熵组合赋权的未确知测度方法提出装配式建筑吊装风险量化评价方法。首先,遵循“4M1E”原则对风险因素进行梳理,从“人、物、技、环、管”5个方面对装配式建筑吊装风险因素进行识别,建立风险量化评价指标体系;然后,运用AHP计算评价指标主观权重,熵权法计算评价指标客观权重,结合最小熵原理计算组合权重,基于该权重与未确知测度方法提出装配式建筑吊装风险量化评价方法;最后,对湖南地区某装配式住宅项目进行实例研究。研究表明:该项目吊装总体风险判定为c4级(风险较小)。AHP-熵组合赋权未确知测度方法的可操作性较强,可用于装配式建筑吊装风险的量化评价。

非对称三塔连体超高层结构连廊施工方案研究

连体超高层结构属于大型复杂结构,时变特性显著。连廊作为连接各塔楼的纽带,其施工过程对整体结构安全性的影响较大,需要对其施工方案进行研究。以某非对称三塔连体超高层结构为研究对象,建立了该结构的数值模型。采用整体提升法和悬臂拼接法作为连廊的施工方案,分别进行了有限元计算,研究了不同施工方案下塔楼的竖向变形、连廊处各塔楼间的变形差、塔楼与连廊连接处单元的内力。结果表明:2种施工方案均不影响连体结构整体施工阶段的竖向变形规律。相较于整体提升法,悬臂拼接法将导致在连廊施工期间及竣工时刻塔楼结构产生更大的竖向变形、连廊处标高差及连廊连接处单元内力。整体提升法更适合本文研究对象的连廊施工。

Z形折叠翼厚度对其气动特性影响分析

Z形折叠翼飞行器可在飞行过程中改变机翼面积,改善气动特性,执行多种任务.然而机翼折叠过程中有效气动面积、重心、气动焦点等参数的变化,会对飞行器气动特性产生较大影响.此外,机翼表面相互靠近,由机翼厚度引发的气动干扰也会导致升力、折叠铰链力矩等气动力发生变化.为此,首先利用薄翼理论和升力面法推导理想气体来流条件下折叠翼的定常气动力表达式.然后,采用CFD法分析折叠过程中折叠角、攻角和机翼厚度对飞行器升力、折叠铰链力矩等气动特性的影响,并将分析结果与升力面法结果对比.结果表明机翼折叠过程中,有效气动面积减小,升力、阻力系数总体呈下降趋势;随着折叠角增大,机翼表面相互靠近产生的低压区强度增加,机翼厚度对折叠翼气动特性影响显著增强.另外相比于CFD法,忽略机翼厚度项的升力面法对于折叠翼的气动力计算会产生较大误差.

重载和客货共线铁路弹性支承块式无砟轨道快速换块关键技术

为选取合适的弹性支承块式无砟轨道抬轨换块施工参数,建立有限元模型,研究了抬轨点间距、扣件松开长度、抬轨量以及施工轨温与锁定轨温的温差对轨道结构变形和受力的影响,明确各参数最佳取值,提出存在空吊、离缝、套靴积水等病害的弹性支承块式无砟轨道快速换块施工方法,并在现场进行应用。结果表明:抬轨点间距宜取1.2~3.6 m,此时钢轨弯折变形较小,且钢轨拉力和扣件上拔力较小;抬升点间距每增加1.0 m,温差限值增加1℃。抬轨量16 cm,抬轨点间距1.2 m时,扣件松动长度宜大于31.8 m;温差每升高1℃,扣件松开长度应减少2.4 m。钢轨最大拉应力和扣件最大上拔力随抬轨量增加而增大,抬轨量每增加1 cm,钢轨最大拉应力增大0.66 kN,扣件最大上拔力增大0.075 MPa。

提拉力布置对大跨钢-混组合梁力学性能的影响

为研究提拉力布置对采用提拉-叠合法施工的大跨径钢-混组合梁力学性能影响,以沿太行高速公路沁河特大桥工程为依托,运用Midas-Civil有限元软件与控制变量法研究不同首次提拉力与二次提拉力、提拉点数量与间距设置对钢-混组合梁应力、变形、稳定性与桥面板压应力储备的影响,通过变量归一化分析钢-混组合梁对不同因素的敏感程度,选取最优方案并进行现场监测验证施工效果。结果表明:钢梁上缘应力、桥面板应力和成桥挠度对二次提拉力最敏感,敏感度分别为0.61、1.95和0.16。钢梁下缘应力对提拉点数量最敏感,敏感度为0.20。沁河特大桥理论最优预弯度为78%,最终方案为布置5组间距为11 m的提拉点,首次提拉力与二次提拉力分别为1 500 kN与6 500 kN。现场监测结果表明方案实施效果与理论分析一致,现场提拉力布置合理,研究结果可为类似工程提供参考。

深海钻探泥浆举升系统双泵协同机制研究

深海钻探泥浆举升系统在无隔水管泥浆循环钻井(RMR)工艺中具有关键作用。为了提升举升系统的安全余量和适应性,本文对多泵串并联机制进行了深入研究,详细描述了泥浆举升泵的串并联结构设计和工作原理,探讨了串联和并联运行时流量与扬程的关系以及泵组串并联工况点的数解法和图解法步骤。进一步地,利用模型泵实测特性曲线,使用图解法获取了双泵串并联工况下的Q-H特性曲线和工况点,并提出了双泵协同控制的建议。

多源数据驱动的轧机振动预测及可解释性分析

为研究轧制过程动态工艺参数对轧机振动的影响规律,改善现有研究中机理模型精度较低且数据模型缺乏可解释性的问题,采用极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法建立基于多源数据的轧机振动预测模型,并使用SHapley Additive exPlanations(SHAP)框架对预测模型进行解释。通过与其他预测模型相比,XGBoost预测模型可以利用工艺参数实现对轧机运行状态的高精度预测。基于SHAP框架解释的结果表明,出入口厚度、轧制力、轧制速度对轧机振动影响较大,后张力对轧机振动影响较小。研究为提高轧机设备与工艺参数的匹配度,实现将工业数据应用于轧机振动预测和分析提供理论基础。

含内部件加筋储液罐流固耦合动响应研究

为研究加筋储液罐动特性及其在地震载荷下动响应行为,采用缩比实验与声固耦合方法对不同液面高度下加筋储液罐动特性开展了测试与计算分析;建立了“非完全”锚固条件下含有内部件加筋储液罐的有限元模型,数值分析了不同液面高度下加筋储液罐动特性、地震荷载下动响应及罐底相对基础的提离现象,揭示了内部件对储液罐流固耦合动响应的影响规律。结果表明,随着液面的升高,系统的固有频率呈现下降的趋势,且在某些液面高度时液体对于罐壁结构刚化效应大于其作为附加质量的效应;在地震载荷作用下储液罐的下半部结构承受着更大的动应力,罐内液体抑制了内部件的摆动以及罐底相对地面的提离,且随着液面升高,液体对罐中心位置内部件的摆动和罐底提离具有更加明显的抑制作用。研究方法与结果对于水平地震载荷作用下储液罐结构的安全设计具有重要参考价值。

无铅焊接中Lift-off现象产生的原因及抑制对策

本文首次提出三要素法来解释Lift-off的形成机理。相比传统的“Bi-Segregation”失效机理,“三要素法”可以解释含Bi和不含Bi的所有无铅钎料产生或不产生Lift-off的原因,并由此找出了Lift-off的抑制对策。

零距离暗挖下穿既有车站控沉效果研究

研究目的:新建地铁车站换乘节点的施工不可避免地会对既有线的运营造成影响。本文通过列举新建车站零距离暗挖下穿既有线的案例,通过数值模拟,对比不同方案下的沉降影响分析,从而得出可靠的设计施工方案。研究结论:(1)按常规设计方案,先施工既有车站结构两侧主体结构,并在衔接处预留后浇带,暗挖完成后再进行后浇带施工,通过数值分析可以发现,下穿段施工过程中,对既有车站结构竖向变形影响相对显著,既有车站道床隆起,车站底板发生不均匀沉降,最大沉降值约2.1 mm,超过规范预警值,存在一定的安全风险;(2)针对传统连接做法,提出了零距离下穿既有车站暗挖施工托举法施工理念,直接将新建结构与既有结构连成整体,从而形成暗挖段施工过程的新建结构对既有结构的托举体系,通过数值分析,托举法施工结束后,既有车站道床沉降可减小50%,控沉效果显著;(3)本研究成果可为新建工程暗挖下穿既有工程提供指导。

腹腔镜下自体组织提拉法C2型子宫切除在早期宫颈癌治疗中的应用

目的探讨腹腔镜下自体组织提拉法C2型子宫切除在早期宫颈癌治疗中的安全性和有效性。方法回顾性分析2020年1月至2022年9月在安顺市人民医院妇科接受腹腔镜下自体组织提拉法C2型子宫切除术的43例早期宫颈癌患者的临床资料,记录手术时间、术中出血量、阴道切除长度、淋巴结切除数量、术中术后并发症、排气时间、住院时间、拔除尿管时间、术后病理情况、术后辅助治疗以及术后随访生存结局。结果43例患者中ⅠB1期15例,ⅠB2期15例,ⅡA1期13例;鳞癌37例,腺癌5例,腺鳞癌1例。手术时间为(186.28±23.40)min,术中出血量为(167.44±109.52)mL;术中发生输尿管损伤1例,术后发生淋巴漏2例。阴道切除长度为(3.08±0.41)cm,淋巴结切除数量为(26.98±10.48)枚,20例患者同时接受了腹主动脉旁淋巴结清扫术。术后随访截至2024年3月31日,1例患者于术后16个月复发,无死亡患者,累积总生存(OS)率为100.00%,累积无进展生存(PFS)率为97.06%。结论腹腔镜下自体组织提拉法C2型子宫切除术应用于早期宫颈癌的治疗,安全有效,简便易行,更好地遵从无瘤原则,肿瘤学预后较好,值得在临床推广应用。

高流塑软土地基大型液化气体储罐吊装方案经济性分析

通过对高流塑软土地基上大型液化气体储罐吊装过程进行深入研究,探索主要吊装流程、进场检查与验收条件,并对重型吊装机械的布置、行走路线、吊装场地的加固措施、大型储罐的吊装方法等进行研究。基于高流塑性软土地基,大型液化气体储罐吊装流程较为复杂,需要综合考虑吊装工艺的安全性以及经济性,在满足储罐吊装安全的基础上,尽量提高其经济效益。文章主要分析高流塑性软土地基大型液化气体储罐吊装方法及其经济性,希望给相关工程提供建议。

中山大学体育馆大跨双向曲面网架屋盖累计外扩整体提升施工技术研究

网架结构在受力方面具有整体性好、空间刚度大、抗震能力强等特点,又因其自重轻、用钢量省,可实现高大的使用空间、良好的通风采光,被广泛应用在体育场馆、展览馆等大跨度的屋盖。中山大学(深圳校区)主体育馆主场馆屋盖网架为双向曲面结构,室内有3面看台,且网架下方有地下室结构,室外四周邻近建筑与山地。根据工程特点,以网架整体提升法+累计外扩技术为研究对象,详细介绍了该技术包含的外扩拼装分区、提升点布置、提升架稳定措施、网架加强、同步控制等关键要点,最终确保了该周边复杂环境下的大跨度双向曲面网架结构的顺利实施,取得明显的综合效益,可为类似工程提供借鉴。

BB430密炼机主机吊装方法的探讨

BB430密炼机主机更换,因受空间狭窄、设备重、移动距离长等客观条件限制,吊装方案的制订比较复杂而困难。根据现场堪察结果,结合厂房结构图纸、楼面主梁承载能力、设备重量、外形尺寸等主要参数,通过计算确定吊装方法。采用三楼楼面架设工字钢,多个环链葫芦配合对主机进行拆装,确保本项目安全、顺利完成。

水位变动区桩-墩结构反吊底模技术应用研究

水位变动区的桩-墩结构在当前的码头、栈桥、桥梁等结构物的建造中十分常见,其施工受水位变化影响较大,难度和成本均较高。依托惠州市大亚湾石化区内某重件码头工程,对工程中的入水墩台施工提出了一种可广泛适用的方法——反吊底模施工方法。该方法无需围堰作业即可创造干地施工条件,具有经济性好、施工效率高、施工难度低等优点。经方案设计以及荷载验算,验证反吊底模施工理论上可行,并最终在所涉工程的入水墩台施工中取得了良好的效果。