利用机载GNSS-R的有效波高反演技术

采用自主研发的多源多宿GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflections,全球导航卫星系统反射信号)海洋环境遥感探测系统,在天津渤海湾特定区域进行了3次机载校飞试验,获得了大量有效GNSS-R信号数据,对自然条件下的海面有效波高进行了反演处理。该系统通过对接收的GNSS直达信号和海面反射信号进行相关运算处理,可以获得DDM(Delay-Doppler Mapping,时延—多普勒映射)图谱,再利用DCF(Derivative of the Correlation Function,相关函数的导数)在DDM图谱基础上进行相关功率波形的计算,进而通过计算DCF的函数波形宽度得到海面有效波高,验证了该方法的可行性。该方法具有全天时、全天候、高分辨率、低成本等优点,对全球范围内中小尺度海洋状态和物理现象的监测具有重要意义。

新近系泥岩隧道初期支护受力特性研究

富水区泥岩隧道开挖后经常出现支护结构大变形乃至开裂现象,影响隧道的施工和长期运营安全。为掌握新近系泥岩隧道支护结构和围岩的变形动态,开展相应的室内试验与现场监控量测以及数值模拟。采用室内试验方法获得泥岩的物理力学参数;通过现场监测方法得到围岩压力、钢拱架应变;采用数值模拟的方法获得泥岩软化前、后拱顶及拱脚沉降量、围岩压力、径向位移值的大小。研究结果表明:泥岩呈弱崩解性,且具有一定膨胀性,是导致围岩变形持续时间较长的主要原因;多数测点钢拱架弯曲,导致初期支护承载力不足,进而引起初衬混凝土掉块脱落;泥岩软化后,隧道同一位置处拱顶、拱脚沉降量、围岩压力、径向位移值均远大于泥岩软化前的数值,泥岩遇水软化是导致隧道支护结构产生大变形的原因之一。研究方法和结论对新近系泥岩隧道的设计和施工有一定的参考价值。

汽车车内噪声主动控制系统扬声器与麦克风布放优化方法

利用声固耦合边界元仿真方法与多目标遗传算法,实现了面向对象的车内噪声主动控制(ANC)系统扬声器麦克风布放方案的优化。首先基于自适应算法,推导了车内噪声主动控制系统降噪性能预测方法,并利用声固耦合边界元仿真方法,实现了面向对象的ANC系统降噪性能预测;在该仿真模型的基础上,建立对应的代理模型,以实现对系统降噪性能的快速预测;最后利用多目标遗传算法,获得系统关于扬声器麦克风数量与多个频率下降噪量的Pareto最优解集。该最优解集能定量描述ANC系统扬声器麦克风数量与降噪性能之间的关系,并为该系统与车辆的匹配提供依据。

地效机翼气动特性及端板效应数值研究

采用基于三维非结构直角网格的N-S求解器对机翼模型地效区的流场进行数值模拟。模型剖面为NACA4415,展弦比为2.33,并带有20%平均弦长的副翼及不同尺寸可移除的端板和中心板。通过对副翼偏转角、迎角、相对高度、端板尺寸及是否使用中心板和端板等因素对气动特性影响的研究,表明地面效应在相对高度小于一倍平均弦长时,影响较强;超过这个区域,影响逐渐较弱。其他条件相同时,增加端板尺寸,可有效提高升阻比;端板尺寸相同时,相对高度越小,端板效应越强。

基于优化算法的锚泊系统设计数值方法

港口系泊系统的设计关系到船舶停靠的安全问题,是船舶与海洋工程研究的热点之一,以往的研究中,对于动荷载的考虑较少。在动荷载的基础上研究港口系泊系统的设计,首先,分析了港口系泊系统主要组成的钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和抗拖移锚的受力情况;然后,基于物体受力平衡方程以及悬链线模型建立了系统受力模型,采用遗传算法进行数值模拟求解;最后,通过MATLAB编程得出了在不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域,并讨论了各影响因素对系泊系统组成部分的影响程度。