近破波作用下沉箱式防波堤运动特性的模型实验研究

对近破波作用下沉箱式防波堤的运动特性进行了模型实验研究。实验中测量了沉箱模型与基床的摩擦系数、基床刚度和阻尼系数;不同水位情况下作用于沉箱模型上的近破波波压力时程;近破波作用下沉箱模型的位移和转角响应时程等,并与数学模型计算结果进行了比较分析。实验结果表明,若沉箱的滑移力大于沉箱与基床间的摩擦力,在连续波浪作用下,沉箱将连续出现间歇式滑移运动,数学模型可较好地模拟这一运动过程。     

不同类型林带防护效应的数值模拟

分别对紧密、疏透、通风型林带绕林流场进行了数值模拟,分析了林带结构特征对绕林带流场的影响,比较了不同林带结构在同一高度上的沿流相对风速变化情况,并指出了它们各自的适用范围和在防沙治沙中的作用。     

防护林搭配灌草条件下的PIV实验研究

在低速风洞中,利用粒子图像测速仪(PIV),采用2帧-互相关的分析方法,对疏透度为30%、带前搭配灌草的防护林绕林流场的流动特征进行实验测量,获得其较大范围(11 H×3 H,H为防护林高度)绕林流场的速度矢量分布图、流速分布图和涡量分布图,与带前无草的防护林流场进行对比分析研究,并且利用CFD软件STAR CD对其数值模拟计算,从而发现防护林在搭配灌草条件下对防护林防护效应的影响。     

挡土墙主动土压力分布与侧压力系数

采用库仑土压力理论的假设：挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立挡土墙上土压力强度的一阶微分方程式,给出了土侧压力系数、土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点高度的理论公式,并分析了填土内摩擦角和墙背摩擦角对土侧压力系数、土压力强度、土压力合力、土压力合力作用点和墙底抗倾稳定性的影响。     

屈曲利用因子约束下船体板架结构优化设计方法

船体板架结构在屈曲约束下的优化问题具有变量多和约束多的特点,且屈曲计算需借助有限元分析,属于大规模耗时优化问题,运用常规优化方法求解需要较高的计算成本。这里提出一种适用于屈曲约束下船体板架快速优化方法,该方法利用板格屈曲利用因子具有局部性的特点,对板格厚度自变量空间进行降维处理;利用板格屈曲利用因子对板格厚度具有单调性的特点,采用牛顿迭代方法求解其达到目标值的板格厚度;同时比较板格在相同重量增量下,加筋叠加板厚与仅加板厚对屈曲利用因子改善程度的大小决定是否加筋;通过两阶段的迭代寻优,快速获得最优的板厚以及防屈曲筋布置方案。某油船双层底优化结果显示,该方法能够在30步之内完成优化计算,优化效率高;优化方案相比原始方案减重达17.63%,绝大部分板格屈曲利用因子取值在0.9～1.0之间,材料得到充分利用。     

利用到时差分布图方法进行近场地表震源定位

近场震源的高精度定位在工程建设与军事应用等方面意义重大且应用广泛,如炮弹落点定位或车辆追踪等.定位过程面临速度结构未知、高分辨率要求等问题,传统的震源定位方法有一定的局限性.本文将超声波检测中的时差分布图(Delta T Mapping,简称DTM)方法首次成功引入近场震源定位问题中.DTM定位法首先建立一个测区的到时差模型,然后基于此模型对新的震源进行定位.有两种建立模型的方法,(1)网格搜索法:对原有模型进行线性插值,得到更高分辨率的到时差分布模型;(2)统计定位法:利用高斯过程回归建立到时差数据与位置坐标之间的映射关系.本文在北京某郊区进行了炸点定位实验,在140 m×90 m的测试区域内,定位误差为0.5~5.1 m.结果表明,DTM方法是一种可靠、高精度、具有近实时性的近场震源定位方法.进一步利用接收点、源点互换,在获得高精度DTM同时,可大幅降低标定与数据分析成本.结合震源扫描法具有解决多目标定位问题的潜力.     

基于下投式探空仪资料的超强台风蔷薇(2008)动力和热力结构特征分析

本文主要利用全球定位下投式探空仪(dropsonde)资料和卫星云图资料,对2008年第15号超强台风蔷薇(Jangmi)边界层的热力和动力结构进行了分析,并且对其生命史中两个不同的时期的热力和动力结构特征进行了对比.结果表明:在内核区域中,距离眼越近,切向风越大,动力和热力边界层高度越低.边界层内,温度垂直递减率相比边界层以上更大;很多探空仪廓线中出现假相当位温(θse)垂直递减率与一般规律相反(即θse/z>0)的现象,并且能和径向风从流入转为流出以及Vr/z>0的高度很好的对应.对比生命史的不同时期,发现从台风发展的初始阶段到成熟阶段,在同一高度上切向风和径向风均有明显增大的趋势,径向流入层的厚度增大;台风内核区域的温度、比湿以及假相当位温都有增大的趋势,说明台风在发展增强的过程中从海表面获取了巨大的能量.     

地形重力波举力效应对台风路径偏转的影响

举力效应是指方向性切变气流经过地形激发的重力波能够使平均气流发生水平旋转.本文首先根据日本气象厅台风数据集统计了2006—2015年登陆台湾的台风个例,分析台风路径的偏转情况.然后利用二维傅里叶变换对欧洲中间尺度天气预报中心的再分析数据进行滤波,得到台风的环境大气层结和水平风场.最后根据台风环境风场以及台湾地形计算地形重力波举力,分析举力对台风路径偏转的可能贡献.结果表明,近十年共有20个台风登陆台湾,其中2006—2008年有10个.除去5个路径较为复杂的台风,本文对15个台风的地形重力波举力进行分析,发现有14个台风的路径偏转方向与举力方向一致.对于路径偏转最为明显的6个台风(偏转角度大于30°),地形重力波举力对台风路径偏转的贡献可达10%,部分解释了台风经过台湾地形时发生的路径偏转.     

回顾、探索与开创——第十届天然气水合物国际会议评述

第十届天然气水合物国际会议(ICGH10)于2023年7月9—14日在新加坡召开,参会人数700余人,由新加坡国立大学主办。ICGH10共收到摘要538份,分为292份口头报告和246份墙报展示。ICGH10总结了近6年来水合物相关领域的研究进展,本文主要就能源勘探与开发、流动保障、水合物应用技术3个方面重点评述：作为一种清洁低碳能源,天然气水合物在基础理论和试采工程方面取得了许多突破性进展,但距商业化开发利用仍具有一定距离;为实现油气管道的高效输送,与水合物堵塞有关的流动保障技术受到广泛研究,研发了许多环境友好型的水合物动力学和热力学抑制剂;水合物应用技术在碳封存、水处理和气体储运方面也逐步由实验研究走向商业应用。本文对会议内容做简要梳理,旨在介绍国际上水合物领域的最新研究及发展趋势。     

考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度分析

考虑软土蠕变导致的土体抗剪强度的衰减效应,建立了软土长期强度模型,用以量化由于土体蠕变导致的土体抗剪强度参数随时间的变化规律。将时变可靠度理论结合有限元强度折减法,提出了考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度算法。采用拉丁超立方抽样方法来改进传统蒙特卡罗法的随机抽样过程,提高计算效率。针对某一岸坡实例,将采用本文算法计算得到的可靠度结果与其他算法评估的结果进行对比分析,验证本文算法的可靠性。最后以我国沿海某高桩码头岸坡为例,基于本文算法评估了该码头岸坡的时变可靠度,分析了岸坡稳定性的时变规律。文中提出的时变可靠度分析方法不仅可以为在役高桩码头岸坡的安全评估提供强有力的技术支撑,同时也能为一些新建工程项目提供一定的参考应用价值。