卷破波冲击新型桩板桥梁结构水动力特性试验研究

依托福建省滨海国道涉海浅滩段新型桩板桥梁结构工程,通过波浪水槽开展卷破波冲击桩板桥梁结构水动力特性试验,研究了三个阶段卷破波冲击作用下波浪爬高和桩板桥梁结构所受波浪力水动力特征,并与规则波冲击作用试验结果进行对比,分析了入射波高、波浪周期、水深对波浪爬高和波浪力的影响规律。结果表明:三个阶段卷破波冲击新型桩板桥梁结构的水动力特性显著不同,破碎前阶段和破碎中阶段卷破波会出现明显的波浪爬高现象,破碎前阶段卷破波爬高后的波面高程可达规则波的1.99倍;破碎前阶段的水平波浪力最强,是同阶段竖向波浪力幅值的4.48倍,可达规则波水平波浪力的3.08倍。波浪特征参数和水深对三个阶段卷破波冲击水动力特性影响显著,入射波高和水深的增加会使破碎中阶段卷破波的波面高程和竖向波浪力超过其他阶段;波浪周期的增加会使破碎后阶段卷破波冲击前波面高程和破碎前阶段的竖向波浪力超过破碎中阶段卷破波。

抽蓄工程设计中波浪爬高计算方法优选

抽蓄工程土石坝设计中,波浪爬高是需要考虑的重点之一。由于不同标准、规范及手册中对于波浪爬高计算方法和公式的选用不尽相同,计算成果也略有差别,故设计人员准确理解规范适用条件,并正确选用计算方法和公式极为重要。结合工程实例,对不同规范中波浪爬高计算方法和公式进行了对比分析并提出应用建议。

基于大型物理模型试验的高位滑坡涌浪坝面爬高时空分布特征分析

对库坝区高位滑坡涌浪坝面爬高的时空分布特征研究是大坝工程设计和工程安全的重要课题.本文针对澜沧江GS水电站梅里石H_(3)滑坡开展了大型三维物理模型试验,探究了不同滑体方量和弗劳德数下涌浪坝面爬高时空分布特征.研究结果表明,坝面上各测点涌浪爬高的首波波形具有一致性,波动周期也基本相同,但在次波之后波形发生改变并出现较大差异.通过多元线性回归分析,对滑体方量、弗劳德数与滑坡涌浪坝面爬高之间的关系进行经验拟合.通过坝面涌浪爬高公式的逆推,确定了坝前首浪入射角度,并将计算结果与试验资料对比,进而确定了坝面首浪入射方向.滑坡涌浪的坝面爬高存在相异性的特点,位于首浪入射方向上的测点坝面爬高高于偏离首浪入射方向的测点坝面爬高,且首波入射角度越大,坝面爬高相异性越不明显.

半潜式平台四立柱波浪爬升及气隙试验

采用模型试验方法对半潜式平台近场干涉、波浪爬升和气隙分布等关键问题进行较为系统的研究。在海洋工程水动力学试验规程的指导下完成系泊模式下半潜式平台水池模型试验。通过布设光学非接触式六自由度传感器、电阻式钽丝、力传感器、浪高仪等测量设备,获取平台瞬态运动响应、立柱壁面波浪爬升、内场气隙分布等测量参数,系统地分析不同波陡参数、散射参数对平台气隙的影响。结果表明:波陡参数对内场气隙分布影响较大,当波陡参数取0.12~0.15时,平台运动幅值较大,平台边缘的气隙较小;由于波浪爬升效应,立柱附近气隙小于内场。研究结论对平台设计和安全运营具有一定的指导作用。

滑坡涌浪的数值计算及试验研究

本文从非恒定流方程出发,导出了滑坡涌浪的基本方程,建立了求解滑坡涌浪的数值模型,并通过物理模型的试验研究,论证了数值模型的合理性.试验结果表明,初始断面最大涌浪高主要与滑坡体在单位时间内入水的体积成正比,涌浪高随涌浪传播距离的增加而迅速哀减,河道糙率对其的影响并不突出,涌浪遇壁爬高及反射主要与壁面坡角及水深有关.本文建立的数学模型可用来对可能的滑坡涌浪进行一维和二维近似计算,模型试验结果可用来估算滑坡涌浪.

波浪在平缓岸滩上爬坡的有限差分格子Boltzmann模拟

应用有限差分格子Boltzmann方法模拟平缓岸滩上波浪爬坡过程,计算结果和半解析解以及其它数值模型模拟结果吻合。通过和标准格子Boltzmann模型计算结果比较,发现在格子Boltzmann方法的基础上采用高精度有限差分格式离散方程取较大的空间和时间步长就可以得到稳定的计算结果,节省计算时间,可以用于模拟大范围波浪爬坡现象。

蛇形机器人桥梁缆索攀爬步态控制研究

使用基于迭代链拟合与关键帧提取的蛇形机器人缆索攀爬步态生成方法,对一种正交关节蛇形机器人桥梁缆索攀爬步态控制进行了研究。该方法可建立蛇体骨干曲线定向位移与底层驱动器输入之间的联系,可将传统的骨干曲线法和控制函数法两种步态生成方法的优点有效地结合。使用该方法生成步态既可直观地得到骨干曲线的形状及运动趋势,又可得到以关节号和时间为变量的控制函数。该方法可有效提高蛇形机器人桥梁缆索攀爬的安全性、步态灵活性,同时,也便于控制底层驱动器。最后,通过实验验证了所提出方法的有效性。

V型河道下滑坡涌浪的传播与爬高

为了研究V型河道中滑坡涌浪的传播形态及爬高特点,采用有限差分法,基于计算流体力学软件Flow-3D,建立数值模型对滑块沿斜坡下滑涌浪的产生和传播过程进行了模拟。并以千将坪滑坡为例,分析了大型滑坡体在V型河道下涌浪的产生、传播及爬高特征,在此基础上研究了不同爬坡坡度和水深对最大波高和最大爬高的影响。研究结果表明,模拟结果与实测资料基本一致;深V型河道中涌浪的爬高受两岸坡度影响突出,通用的爬高计算公式可能会明显低估涌浪爬坡坡度;最大涌浪高度随水深增加呈先增加后减小的变化趋势。

双自由度波浪发电系统的最大功率跟踪控制

文章提出了一种全封闭双自由度的振荡浮子波浪发电系统。在分析其动力学特性基础上,采用一种变负载的最大功率点跟踪(MPPT)方法,实现了系统在波浪变频率条件下的最大发电控制;通过爬山法寻找到最优负载阻值,得到参考电流;通过控制开关管的导通与关断进行电流控制,使电机电流跟随给定电流值、电机输出平均功率达到最大值,实现系统的最大功率跟踪。仿真结果表明,该方法能够跟随波浪频率变化自适应调节等效负载,实现电机的最大功率输出。

阶梯攀爬服务机器人设计研究

为解决未安装电梯的低楼层货物搬运问题,设计了一种阶梯攀爬服务机器人样机,机器人由转向机构、变形轮、重心调节机构和底盘等组成。控制系统以飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128为控制器,以CodeWarrior IDE软件作为机器人软件开发平台,并着重对检测系统进行研究。机器人在真实环境下进行了爬越台阶、楼梯等越障实验,验证了其越障能力和环境适应能力。

大亚湾区海堤加固达标工程波浪越浪量优化试验研究

结合大亚湾区石化段A(海堤长1 436.28 m,迎浪面坡比1∶1.75)、B(海堤长5 638.31 m,迎浪面坡比1∶1.5)和C(海堤长955.28 m,迎浪面坡比1∶2.5)3种类型现状海堤断面的波浪越浪量研究成果,通过物理模型试验研究分析了B、C类海堤断面加固方案在不同潮位波浪作用下的波浪爬高及越浪量,验证了海堤迎浪面护面块体的稳定性,试验成果可为海堤设计提供相关的技术依据。

快速重载作用下浮桥位移波传播特性研究

为研究快速重载作用下柔性浮桥位移波的传播特性,利用弹性基础梁理论,建立了浮桥的运动控制方程,并用振型叠加法进行求解。计算了浮桥位移波的传播速度、不同荷载速度下位移波最大振幅与浮桥最大位移的比值以及荷载处坡度随速度的变化曲线。结果表明:在重载快速通过时,柔性浮桥会激发位移波向两端传播,当荷载运动速度与位移波传播速度相当时,会有位移波堆积和荷载爬坡等新的现象出现,而且荷载运动速度越大,这种现象越明显。

电力线载波通信在爬壁机器人控制系统中的应用

本文将电力线载波技术应用于爬壁机器人的控制系统中，采用单片机控制，用低压电力线实现主、从电路间的通讯，文中详细介绍了数据收、发单元，分析了调制解调器、编解码芯片及相应的控制电路。

轧辊自动超声波检测系统

介绍了轧辊自动超声波检测系统的组成、工作原理以及专有技术等。实践证明该系统不但可以对缺陷进行准确定性,还可以对缺陷进行精确定量,有效弥补了国内在该领域的技术空白。

基于二波耦合的光学图像放大

理论分析表明二波耦合效应在扩散机制下可实现光强的放大而不影响相位.通过偏振态实验确定二波耦合光学图像放大的入射光最佳偏振态为P态,利用光爬行效应减小掺铁铌酸锂晶体进行二波耦合实验所引入的光散射噪声,并确定入射光辐照顺序以及入射光角度不小于20°.根据经典的二波耦合实验方案实现了光学图像放大实验,最佳的实验条件为:入射绿光波长532nm,入射角度32°~33°,入射信号光光强7.2μW,泵浦光光强13.89mW.

系泊定位状态下半潜式浮体波浪爬升性能试验研究

随着深海油气田的快速发展,新兴的浮式生产系统,尤其是半潜式平台,由于具有性能优良、运动响应小、工作水深适用范围广、抗风浪荷载能力强等优点,在工程实际中得到快速的发展。在半潜式平台设计过程中,气隙和斜浪作用下的波浪爬升问题对其安全性能的影响至关重要。通过采用系泊定位状态下的四立柱半潜式平台进行波浪爬升实验,对平台不同位置进行全方位的监测,而后对测量数据进行分析,得出关于海浪对半潜式平台气隙响应的影响和相关规律,为半潜式平台的设计提供参考。

偏心轮六足机器人爬坡稳定性分析

研究了一种偏心轮构造的六足机器人,介绍了其基本的机械结构,并使用稳定锥方法对其建立了爬坡时的运动模型以及力学约束.设计了一种呈波浪形式的爬坡步态,对这种运动模式下的机器人最易倾翻的姿态进行了分析,结合其机械结构特征,使用稳定锥方法验证了机器人运行的稳定性,求出了机器人爬坡时的坡度临界角,并进行了仿真和实物实验验证.在采用此机械结构以及使用相应的爬坡步态的情况下,机器人能够有较好的爬坡表现,实验环境中测得机器人稳定爬坡角度最大可至33°左右.

基于磁流体发电机的波浪能最大功率追踪策略研究

为了提高某给定海试样机的波能转换效率,提出一种组合控制策略:采用爬山法确定最优参考电流,模型预测控制算法决定MOSFET开关管的关断跟随最优参考电流。当波高降低时,如果直接采用爬山法确定最优参考电流,扰动方向会判断错误,因此加入平均功率减小阈值的判断。仿真结果表明,改进后的爬山法无论波高上升还是下降都能正确判定扰动方向,能够随波高的任意变化自适应调整Boost电路的等效负载,使磁流体波浪发电机得以输出最大功率。最后,搭建硬件电路,利用直流电压源模拟磁流体波浪发电机,通过实验验证控制策略的有效性。

船舶表面的滑坡涌浪爬高特性试验研究

水库两岸的岩石块等滑坡体滑落入水后,引起的滑坡涌浪常常会造成各种安全生产事故,严重威胁航行安全和国民经济。为揭示涌浪传播至船舶附近时的爬高特性,以三峡库区为研究对象,结合滑坡涌浪进行物理模型试验,制作概化滑坡体,利用浪高仪分别采集河道中两个船模表面附近的四组涌浪数据。试验结果表明,涌浪受船模、河岸等障碍物阻拦后的回流波与初始波叠加后,在船模表面附近的部分观测点产生了二次、三次波峰,会对行船稳定及安全造成二次危害。总结出在不同位置的船舶附近各观测点的涌浪爬高特性,根据其最大波峰、波谷等数据,为船舶航行安全预防性措施提供理论支持。

辽宁滨海公路潮差侵蚀路段路基顶面标高的推算方法

结合辽宁省滨海公路填海路基的实际情况,分析了确定受潮差影响路段路基顶面标高的主要影响因素,提出了滨海公路路基顶面标高的推算方法,并结合实际工程给出应用案例。