基于ABAQUS多体分析的准零刚度隔振器性能研究

针对准零刚度隔振器因结构复杂而难以在有限元模拟过程中实现较好收敛的问题,本文利用ABAQUS软件的多体分析功能,解决了准零刚度隔振器建模分析过程中的简化模拟与收敛性问题,形成了针对准零刚度隔振器性能研究的有限元模拟方法,将模拟结果与实验结果进行了比较,同时分析了参数模拟值与理论值之间的误差,验证了该方法的准确性.针对影...     

Marsh-Schulkin与Rogers模型比对分析

基于实测传播损失数据对比分析Marsh-Schulkin和Rogers经验传播损失模型。通过讨论东海声学调查具体的海洋环境,较详细地标定了两模型对应的声学参数,并融入模型,结合实测数据进行对比验证,得出关于两模型在东海适应性的如下结论:两模型预报结果与实测数据吻合较好,且两者预报曲线大致相同;其中MarshSchulkin模型预报曲线斜率略大于Rogers模型,预报差异随距离增大有所增加;各频率预报曲线存在交点,交点左侧Rogers模型更接近实测数据,右侧Marsh-Schulkin更为准确。     

大直径预应力钢筒混凝土海底输油管道受力性能分析

预应力钢筒混凝土管(PCCP)是一种优质复合管材,已经应用于海底输油等领域。由于PCCP中含有混凝土、钢筒、预应力钢丝,结点构造和地下埋置工况复杂,对于PCCP的受力机理认识尚不统一。根据环形预应力作用机理,结合多层圆筒轴对称平面形变理论,研究建立了单层预应力作用下埋置式PCCP受力模型,并根据PCCP使用阶段抗裂要求,分析提出使用阶段PCCP预应力计算公式。采用数值分析法,以内压力等为变量,研究使用阶段不同内压力作用下PCCP的应力变化。分析结果与提出模型进行对比,建议预应力计算公式乘以增大系数1.2。预应力计算结果与国内外规范比较说明公式是合理的。     

正弦激励下零浮力海洋拖缆动力特性与实验研究

海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。     

虚拟仿真技术在帆船运动中的应用研究

根据天气和海况对帆船训练和比赛的影响,通过对帆船的受力分析,建立帆船受力的动力学模型,借助虚拟现实技术,可以预设不同的比赛环境,实现对帆船运动的模拟仿真,辅助帆船日常训练和竞技分析。     

光子晶体光纤中零色散点处超连续谱演变的研究

从非线性薛定谔方程出发,采用分步傅立叶分析方法数值模拟光子晶体光纤中超连续谱的产生,计算、模拟并分析初始啁啾在光子晶体光纤的零色散点对超连续谱演变和带宽的影响.结果表明,非线性作用使频谱分裂成多峰不对称的结构,初始啁啾C的引入能明显的改善超连续谱的带宽和平坦性.由于二阶色散β2=0,三阶色散猹对超连续光谱的展宽影响较大.当β3>0时,C取正值时,随着C的增大,带宽减小; C取负值时,带宽有所增大,平坦性也有改善;β3<0时,无论C取正取负,频谱带宽增大,且平坦性较好.     

船用起重机的主臂强度校核方法研究

主臂是船用起重机主要受力部件之一,多种载荷都作用在主臂上.文章分析了主臂在海上作业时所受到的栽荷的种类,对各栽荷进行了受力情况的分析,绘制了直观的受力图,最终给出了船用起重机的主臂强度校核方法.     

南印度洋海区大风天气高纬低压系统模型研究

本文根据多年的天气图、卫星云图以及1980～1990年的NCEP再分析资料,通过统计分析和合成分析等方法建立了能够在南印度洋特定海区引起12m/s以上大风天气的高纬低压系统概念模型,并对主要的南印度洋西部副高型、南印度洋倒"品"字型作了详细的阐述。该天气概念模型主要发生在南半球的冬、春季。(1)南印度洋西部副高天气过程多由高纬度低压系统发展引起。在这一过程中,副高与高纬低压系统由纬向型向经向型转变,海平面气压槽和850hPa高度槽受到槽后冷平流的驱动不断向东北方向移动,并扫过南印度洋东部。(2)南印度洋倒"品"字天气模型中,低压槽受斜压系统的驱动东移并发展加深,与南印度洋东部的副高中心之间形成大风带。该天气概念模型的建立对南印度洋海区大风的预报可起到一定指导作用。     

基于最优化相关分析的油菜开花期预报模型研究

为了最大限度地满足政府举办特色农业旅游的需求,以高淳为例,研究分析了高淳油菜农业气象观测数据,发现油菜开花期与t≥3℃的有效积温呈极显著相关关系;进而利用最优化相关分析法,筛选出影响油菜开花期的最佳建模因子,创建了开花期气象中期预测模型以及基于环流和海面温度的开花期长期预测模型,均达到α=0.001显著水平,预报时效可提前10～30 d;经检验,三种模型的历史拟合结果和三年试报效果较好;在此基础上,试用了三种模型的复相关系数作为加权系数进行加权平均,综合集成预报效果更佳。油菜开花期预报将对公众踏青赏花和政府招商引资具有现实的意义,同时预报思路可为其他作物花期预报研究提供借鉴。     

北极地区通航环境评估模型研究

通航环境是决定船舶北极航行安全的关键因素。针对北极地区通航环境的复杂性与危险性,对北极地区整体通航环境进行了系统的分析,并基于灰色系统理论构建了通航环境评估模型,进一步实现了模型的验证。其中,水文环境、助航及信息情报环境对北极地区安全通航影响最大。该研究为北极地区航行安全以及航线的设计提供了一定的理论参考。     

仿生胸鳍的三维尾涡结构与参数影响分析

为研究仿胸鳍推进的机理和流体动力特性及缩小机器鱼与生物原型之间的性能差距,利用浸入边界法数值模拟了做耦合旋转运动胸鳍的非定常绕流问题。详细探讨胸鳍非定常运动的三维尾涡结构演化和推进机理,并开展胸鳍推进性能与尾涡结构的参数影响分析。结果表明:迎流面在背、腹侧边缘及鳍梢部显著涡旋结构的作用下所出现的低压力区,加之鳍表面和上游来流之间好的垂直度共同造成了在动力划水阶段的高推力;在恢复划水阶段的高升力与背侧边缘涡强度的持续增加,以及因鳍表面倾斜而引起的水动力被分解到竖直方向的比重提升有关;胸鳍尾流场被一个三维双环涡结构所支配;当前的模拟为仿胸鳍推进建立了一个最优的斯特劳哈尔数St范围(在0.55附近),在此之后平均推力仍随St的增大而增加,而推进效率则表现出一个缓慢降低的趋势;当前后拍动与纵倾运动之间的相位差为90度时,胸鳍同时取得最佳的推力和效率。     

无舵翼水下机器人路径跟踪控制研究

针对无舵翼水下机器人的各种不同任务要求下的路径跟踪控制进行研究。通过模拟人的运动行为,建立了虚拟避碰声纳模型。根据地形跟踪的方法提出基于虚拟声纳的路径跟踪控制方法,并通过考虑纵向速度对于其他各个自由度运动的影响设计了运动控制器。通过海上试验验证了所提出的路径跟踪控制方法对于无舵翼水下机器人是可以满足实际需要的。     

一种改进的高度计风速反演模式函数研究

本文利用角动量模式计算获得高风速资料,并通过气象观测站实测资料验证了风速资料的准确性,并将所得风速应用于Jason-1高度计风速反演模式函数研究,得到了一个新的风速反演模式函数。研究结果表明,本文提出的模式函数能更好地反映台风经过时海表面风速情况,实现了高度计对高风速(10~40 m/s)的反演,可作为Jason-1高度计风速反演业务化算法在高风速情况下的补充,以提高高度计风速反演精度。     

Experimetal Investigation of lift Forces on Horizontal Cylinder near Bottom in Oscillating Flow

The lift forces on horizontal cylinder near bottom is experimentally investigatde at Reynolds(Re)in the range lf 2500~10000and Keulegan~CARPENTER NUMBERS(kc) inthe intervalof5~20,and gap ratio (e/D) is from (a0)are analyzde by using the Fourier analyses method.It is found that found that both Cl& a0 are the functions lf the Kc number.     

水下柔性鱼形机构原理及单尾鳍板水动力试验研究

柔性鱼形机构是模拟鱼类运动的一种仿生机械系统。对鱼类运动的观察与研究 ,实质上是寻求水域中最优推进形式的过程 ,是工程优化设计的途径之一。在研究及优化柔性鱼形机构时涉及到水动力学及控制模型的问题 ,因此取出鱼形机构的尾鳍部分进行敞水试验 ,既能为有关模型的建立提供依据 ,更重要的是对鱼形机构的可行性进行论证     

高度计风速反演算法比较及波浪周期反演初探

利用浮标实测数据和TOPEX/Poseidon高度计资料的时空配准数据,对迄今为止已提出的有代表性的7种卫星高度计海面风速反演模式函数进行了分析比较,指出考虑波浪状态影响的解析算法在均方根误差和对称性方面的优越性,讨论了目前在波浪周期反演方面存在的问题以及可能的解决途径.     

基于C-2PO模型和CMOD5.N地球物理模式函数的SAR风速反演性能评估

本文选取142幅RADARSAT-2全极化合成孔径雷达（SAR）影像,在没有入射角输入的情况下,首先利用C-2PO模型进行海面风速反演。随后,将同一时空下的ASCAT散射计风向作为初始风向,提取相应雷达入射角,利用地球物理模式函数（GMF） CMOD5.N对142幅SAR影像进行风速计算。反演结果与美国国家资料浮标中心海洋浮标风速数据对比,结果显示:CMOD5.N GMF和C-2PO模型均可反演出较高精确度的海面风速,其均方根误差分别为1.68 m/s和1.74 m/s。此外,研究发现,在低风速段,CMOD5.N GMF的风速反演精度要明显优于C-2PO模型。针对这一现象,本文以SAR系统成像机理为基础,以低风速SAR图像为具体案例,给出了3种造成这一现象的原因。     

基于海底表层沉积物声速特征的南海地声模型

在由垂直声速梯度建立的地声模型基础上,通过引入沉积物与海水声速比和沉积物压缩波与切变波声速比两个表征沉积物声学特征参数得到更全面和有实际指导意义的地声模型。在沉积物声波传播FCMCM模型基础上,基于热作用和重力作用下沉积物两相介质的应力应变分析,建立TFCMCM和DFCFCM模型,运用模型校正表层沉积物声速特征来计算和解释地声模型。根据海底表层沉积物存在低声速和高声速两种类型,结合沉积物沿纵深孔隙度不变和变化两种类型,得到南海海底沉积物的两类四种典型地声模型:低声速孔隙度不变型、低声速孔隙度减小型、高声速不变型和高声速孔隙度减小型。运用这四种典型地声模型的组合解释了卢博提出的南海三种典型声速结构。认知声速结构将为南海声学探测海底、划分海底区域提供模型支持。     

摆动尾鳍水动力性能的试验和数值研究

鱼类能够在水下高速度、低噪音、高效率地游动。鱼类出色的推进性能通过其摆动尾鳍实现。这种摆动尾鳍推进方式已经用在了水下无人航行器上。因此研究摆动尾鳍的水动力性能是非常有意义的。对摆动尾鳍的推进水动力性能进行了详尽的研究。设计、装配了一套仿尾鳍推进系统,并对其进行了相应的水动力试验。在试验中研究了运动参数对摆动尾鳍水动力性能的影响。与此同时,采用基于雷诺平均N-S方程的数值方法对摆动尾鳍的水动力性能进行了研究。在数值计算中采用了k-ωSST湍流模型和有限体积法。数值计算结果和水动力试验结果进行了比较。对尾鳍表面的压力分布和流场中的尾涡结构进行了分析。水动力试验和数值计算都表明摆动尾鳍可以产生推进力和较高的推进效率。     

畸形波传播速度实验和数值模拟研究

畸形波的传播速度是其最重要的特征参数之一。研究畸形波的传播速度有助于深入和全面了解畸形波的生成机理及其演化过程,另外还可以用于畸形波的预报。针对现有关于畸形波传播速度计算方法(高阶Stokes波理论近似估算,Hilbert变换和两固定点的距离除以畸形波的波峰经过两点所用时间)的不准确性和局限性,使用32个测点描述畸形波波峰沿波浪水槽的运动轨迹,再用回归分析法估算波峰运动轨迹与时间的相关关系,从而计算出畸形波的传播速度。基于288组物理模拟畸形波和364组数值模拟畸形波传播速度的计算结果,使用回归分析方法得出了畸形波传播速度的半经验半理论计算公式,同时还分析了畸形波传播速度的强非线性特征。