水平受荷桩“p-y+M-θ”分析方法

中国近海海上风电机组开发建设中,大直径单桩基础形式使用占比超70%。现行p-y曲线设计方法主要适用于小直径柔性桩,对大直径单桩侧向及桩底受荷描述能力不足,导致其严重低估刚柔性桩和刚性桩(分别常用于中国和欧洲的近海风电工程)的变形和承载能力,过于保守的设计给海上风电降本带来挑战。为此建立了能以统一的方式预测柔性、刚柔性和刚性单桩水平单调受荷响应的“p-y+M-θ”模型,并将该模型推广到循环荷载下单桩的响应分析。通过与相关试验结果比对发现,“p-y+M-θ”模型能较为准确地预测桩基水平加载响应。力图为水平受荷单桩工程设计提供简洁而可行的响应分析方法。

综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的数值模拟

针对配有附壁风筒综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的特点,分别采用k-ε和k-ε-Θ-kp数学模型建立了该流场单相风流流动和气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对该流场风流及粉尘的扩散进行了数值模拟。模拟结果显示,综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统可在掘进机司机的前方形成基本封闭整个巷道断面的旋流气幕,能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5 m的空间内,防止粉尘向其它区域扩散。依据模拟结果和工作面现场的实际条件,设计了由附壁风筒和抽尘净化装置构成的综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统,该系统在综掘工作面应用后,有效地降低了工作面现场各作业地点的粉尘浓度,取得了较好的降尘效果。

基于z-θ流面的径流式叶片中弧线造型设计方法

提出一种基于z流面的径流式叶片中弧线造型设计方法。在子午流面中,定义径流式叶型中弧线径向半径沿轴向的变化规律;在z流面中,结合进出口的气流参数,定义叶型中弧线周向角沿轴向的变化规律;组合生成叶型的中弧线。利用Bézier曲线描述中弧线的子午型线和z流面型线,在升级算法和曲率优化的基础上保证了连接处的曲率连续。沿中弧线法线方向依据一定的厚度分布规律生成径流式叶型,并实现了含大小叶片离心式压气机的参数化造型设计。在设计空间中,以超拉丁方试验设计方法采样原始数据,在此基础上生成具有最小无偏估计的Kriging近似模型,基于此近似模型实现了气动优化设计,提高了离心式压气机的气动性能。

基于整车模型的桥头路面动力荷载分析

由路桥不均匀沉降产生的桥头跳车将导致桥头路面受力显著增大和路面提前破坏。通过建立7自由度整车运动动力模型和路桥过渡段路面-桥面形状几何模型,采用Wilson-θ方法求得了车辆经过不平顺的路桥过渡段所产生振动的时程。计算结果表明,桥头跳车中汽车后轮的最大动荷载明显大于其静荷载,且其最大动荷载并不一定仅发生在桥头搭板范围内,而在下桥方向一定长度范围内。对于长度小于100 m的桥梁,桥梁长度对路面所受最大动力荷载的大小和位置均有较大影响。因此常规仅对桥头搭板进行加强的设计方案是不够的,还应根据桥梁的长度不同,对桥头一定长度范围内路面就跳车所产生的动力荷载进行深入分析。

综放工作面粉尘浓度空间分布规律的数值模拟及其应用

针对粉尘采样器测尘法不能全面反映工作面作业空间粉尘浓度的缺点,用数值模拟的方法对综放工作面粉尘浓度的三维分布规律进行研究。为此,根据综放工作面气体-粉尘流动的特性,运用颗粒相的动力学理论,推导了颗粒相应力的表达式,实现了求解粉尘浓度空间分布规律的k-ε-Θ-kp双流体封闭方程组的数学建模。采用基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对综放工作面粉尘浓度空间分布规律进行了数值模拟。根据模拟结果指导综放液压支架喷雾降尘装置的优化设计,取得了很好的降尘效果。

组合节点端板连接节点高温性能的研究现状与前景

对高温下钢-混凝土梁柱端板连接节点的研究现状做了较全面的综述。近年来随着组合结构在土木工程中不断地推广应用,高温下构件、节点、结构体系的耐火性能成为组合结构抗火研究的重点。一些高温试验、有限元软件数值模拟的建立、理论模型成为近几年来的主要研究手段。但在现有的研究中,对一些影响参数和节点处于各种应力状态下的受力性能仍然没有做合适的考虑,这些因素将导致理论存在一定的误差,因此有必要进行更为深入的理论研究。

轻型变截面门式刚架梁-柱端板连接转动模型研究

以门式刚架端板竖放连接节点滞回试验为基础,对节点域的弯矩-转角转动关系进行研究,其中节点域定义为节点、1.0倍柱大端截面、1.5倍梁大端截面长度区域,节点域包含结构破坏位置,可反映出整个门式刚架的受力情况。首先,基于强化双线性模型,通过理论分析得到节点域的初始刚度K_0和极限弯矩M_u的计算公式;其次,根据节点试验结果,确定了分段系数β=0.87,衰减系数α=0.63;最终,建立了门式刚架端板竖放连接的节点域M-θ模型。同时,根据试验结果,拟合出弹塑性阶段卸载刚度Ku的计算公式,并给出滞回规则,建立节点域的弯矩-转角滞回模型。本文的研究可为门式刚架抗震性能简化分析奠定理论基础。

框剪结构剪力墙中断条件的时程分析

用杆系-层模型和Wilson-θ法,以及El Centro地震记录,分析不同高度和结构刚度特征值的断层剪力墙的框剪结构地震反应。设定可中断剪力墙的高度的条件,计算表明:可中断剪力墙高度的主要因素为上部框架的抗剪能力;随着刚度特征值的增加,可中断剪力墙的高度随之增加,给出了两者之间的表达式;结构高度对中断剪力墙高度的影响较小。

循环床炉内气固两相流动特性的数值模拟探讨

基于循环流化床锅炉炉内流动特性 ,结合颗粒动力学理论和气体分子运动理论 ,给出了适用于模拟循环流化床炉内气固两相流动的k ε Θ kp 湍流模型 ,即气相湍流流动采用标准的k ε模型 ,固相湍流采用kp 模型。该模型的优点是引用了颗粒平均温度的同时不仅考虑了颗粒湍动能自身的对流、扩散、产生和因流体作用而产生的耗散 ,而且考虑了颗粒相自身相互碰撞对流动脉动特性的影响。在此基础上 ,用Fortran语言编写了循环流化床内二维湍流气固两相流动的计算程序 ,并针对一台循环流化床装置进行了数值模拟和实验数据的对比 ,得到了较为满意的结果。

社会网络子集(θ,k)-匿名方法

针对目前社会网络邻域隐私保护相关研究并没有考虑对子集的保护,并且邻域子集中的特定属性分布情况也会造成个体隐私泄露这一问题,提出了一种新的(θ,k)-匿名模型。该模型移除社会网络中需要被保护的节点邻域子集标签后,基于k-同构思想,利用邻域组件编码技术和节点精炼方法处理候选集中的节点及其邻域子集信息,完成同构操作,其中考虑特定敏感属性分布问题。最终,该模型满足邻域子集中的每个节点都存在至少k-1个节点与其邻域同构,同时要求每个节点的属性分布在邻域子集内和在整个子集的差值不大于θ。实验结果表明,(θ,k)-匿名模型能够降低匿名成本并且最大化数据效用。

基于θ-D非线性控制方法的伴随轨道控制

为了实现燃料消耗最少的伴随轨道控制,研究使用θ-D次优非线性控制方法设计伴随轨道的优化控制律。相对运动模型中考虑了地球形状摄动的影响,且适用于在椭圆轨道上运行的目标航天器。采用状态变量增广法,对相对运动模型进行处理,以满足θ-D控制方法的要求。采用相对轨道要素设计了理想的基准伴随轨道。仿真计算结果表明,所设计的控制律是稳定的,能够以较少的燃料消耗实现伴随轨道的控制。

P91/12Cr1MoV异种钢焊接接头的蠕变性能研究

在550℃下对P91/12Cr1MoV异种钢焊接接头进行不同应力的蠕变试验,采用光学显微镜观察了焊接接头的微观组织。采用θProjection模型对焊接接头的蠕变曲线进行了拟合,得到了蠕变方程中的主要参数,并预测了在550℃低应力下的寿命、最小蠕变速率、蠕变曲线。

多元精馏推断控制的估计器研究

以苯精馏塔为背景，建立了一个非线性的推断估计器模型。在建模中，选用奇异值分解法来挑选控制塔板的位置，并对增益矩阵的构造方法作了改进：选用结合改进θ法的Ｗａｎｇ－Ｈｅｎｋｅ算法进行在线计算，并采用非对称型汽液平衡模型成功地解决了带侧线出料的复杂塔的估算型计算。在苯塔运用中计算速度快，收敛性好，对测量误差不甚敏感，能满足工业上的需要。

面向连续查询的敏感语义位置隐私保护方案

针对连续查询位置服务中构造匿名区域未考虑语义位置信息导致敏感隐私泄露问题,通过设计(K,θ)-隐私模型,提出一种路网环境下面向连续查询的敏感语义位置隐私保护方案。该方案利用Voronoi图将城市路网预先划分为独立的Voronoi单元,依据用户的移动路径和移动速度,选择具有相似特性的其他K-1个用户,构建匿名用户集;利用匿名用户集用户设定的敏感语义位置类型和语义安全阈值,以及用户所处语义位置的Voronoi单元,构建满足(K,θ)-隐私模型的语义安全匿名区域,可以同时防止连续查询追踪攻击和语义推断攻击。实验结果表明,与SCPA算法相比,该方案在隐私保护程度上提升约15%,系统开销上降低约20%。

用于敏感属性保护的(θ,k)-匿名模型

提出一种(θ,k)-匿名模型,通过对记录进行语义分析确定敏感属性值的相似或相异性,将一个确定了k值的等价类分成θ组,使记录在组内保持敏感属性值相似,在组间保持敏感属性值相异,并采用距离度量方法划分等价类.实验结果表明,(θ,k)-匿名模型可以在较低的信息损失下,同时抵制背景知识与相似性双重攻击.

铸型尼龙端面扭动摩擦接触模型及实验验证

基于刚性平冲头压在弹性半无限空间的理论研究,建立了玻璃纤维增强铸型尼龙(MC尼龙)复合材料与45#钢的端面扭动摩擦模型,并开展了铸型尼龙端面扭动摩擦学试验.结果表明:摩擦扭矩-角位移(T-θ)曲线随角位移幅值的增加由直线形、椭圆形最终转变为准平行四边形;纯MC尼龙及其复合材料(3%GF、5%GF)在扭动角分别为0.5°、1°和2°时,扭动接触界面处于完全滑移状态,其不同的摩擦系数直接影响黏着半径与扭动角的关系,即导致了不同的扭动界面接触机制;MC尼龙复合材料的扭矩随扭动角的增加急剧减小至稳定状态,由扭矩与扭动角的关系还可知部分滑移状态时的扭矩值高于完全滑移状态的扭矩.不同角位移下的实验扭矩与计算曲线相似,揭示了该扭动摩擦模型可近似预测MC尼龙复合材料的扭矩.

湘北特大致洪暴雨的中尺度分析及数值模拟

利用地面加密观测资料、卫星云图和长沙多普勒天气雷达资料,结合GRAPES_Meso中尺度数值模式模拟结果,对2010年7月8—9日湘北特大致洪暴雨过程进行综合分析。此次大暴雨过程形成的环境条件是低层切变线维持并诱发出地面风场辐合线,产生强烈的垂直上升运动,配合丰沛的水汽输送和高不稳定能量释放。造成局地强降水成因有:(1)两个β中尺度强对流云团发展合并加强且停滞少动;(2)在暴雨旺盛阶段,岳阳临湘强降水区的假相当位温θse线呈"?"型结构,低层的假相当位温348线呈暖舌,向上伸展到630hPa左右,而高层θse为向下凹的"漏斗"形状,这种层结热力结构不稳定强,非常有利于对流运动,很容易触发大暴雨发生;(3)观测结果表明其维持机制是大暴雨发生在带状长回波带内,超过50 dbz的雷达回波强度稳定少动维持近4 h,导致强降水的持续性。

采用不同方法预测10Cr9MoW2VNbBN钢蠕变曲线的比较

采用θ投影法和自行建立的复合修正模型对10Cr9MoW2VNbBN钢的蠕变曲线进行了预测,并与600℃和650℃时的蠕变试验数据进行了对比。结果表明:θ投影法能较好地描述蠕变应变与时间的关系,但对蠕变速率与时间的关系不能客观描述;自行建立的复合修正模型能够更客观地描述试验钢真实的蠕变行为;但基于复合修正模型的蠕变曲线结合断裂应变进行持久寿命外推时,其外推值高于真实值。

基于P-θ模型的径向滑动轴承特性研究

采用P-θ模型对径向滑动轴承特性进行研究。研究了不同气穴压力对轴承偏位角和承载力的影响,与雷诺边界条件下结果进行比较,深入研究了不同条件下气穴的变化情况。研究表明:气穴负压越大,气穴比例越小,承载力越大,且大于雷诺条件下求得的承载力;在P-θ模型条件下,气穴比例随着偏心率增大而减小,而雷诺条件则相反。研究了进油压力对轴承特性的影响,结果表明:进油压力对偏位角有较大影响,对承载力的影响较小,且影响效果随着偏心率增大而减小。

基于θ映射法的燃气涡轮叶片高温蠕变变形分析

采用θ映射法对镍基定向凝固合金DZ408不同温度下的纵向蠕变行为进行数值模拟,其结果与试验数据吻合较好。同时,针对叶片三维有限元分析需要,将单轴蠕变方程进行了多轴拓展,并将其编制成用户子程序植入ABAQUS商用有限元软件。采用该方法对航空发动机60 h持久试车过程中涡轮叶片的高温蠕变进行模拟,得到的叶尖残余变形与试验后实际伸长量接近,验证了方法的有效性,表明本方法能够为涡轮叶片的蠕变变形及叶尖间隙设计提供参考。