LVP modeling and dynamic characteristics prediction of a hydraulic power unit in deep-sea

A hydraulic power unit(HPU) is the driving "heart" of deep-sea working equipment.It is critical to predict its dynamic performances in deep-water before being immerged in the seawater,while the experimental tests by simulating deep-sea environment have many disadvantages,such as expensive cost,long test cycles,and difficult to achieve low-temperature simulation,which is only used as a supplementary means for confirmatory experiment.This paper proposes a novel theoretical approach based on the linear varying parameters(LVP) modeling to foresee the dynamic performances of the driving unit.Firstly,based on the varying environment features,dynamic expressions of the compressibility and viscosity of hydraulic oil are derived to reveal the fluid performances changing.Secondly,models of hydraulic system and electrical system are accomplished respectively through studying the control process and energy transfer,and then LVP models of the pressure and flow rate control is obtained through the electro-hydraulic models integration.Thirdly,dynamic characteristics of HPU are obtained by the model simulating within bounded closed sets of varying parameters.Finally,the developed HPU is tested in a deep-sea imitating hull,and the experimental results are well consistent with the theoretical analysis outcomes,which clearly declare that the LVP modeling is a rational way to foresee dynamic performances of HPU.The research approach and model analysis results can be applied to the predictions of working properties and product designs for other deep-sea hydraulic pump.     

洞庭湖萎缩对湖内洪水影响

为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江-洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2 670 km2减小至1 380 km2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0 m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4 m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11 h,洪峰流量增加约4 800 m3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上（面积2 670 km2）继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110 km（鹿角站附近）河段水面坡降出现大幅增大。     

龙门山陆内复合造山带的四维结构构造特征

位于扬子陆块和松潘陆块过渡带上的龙门山造山带,是在印支期中国大陆主体拼合和秦岭造山带形成过程中开始发育、燕山期陆内构造活动中继承发展、喜马拉雅期印-亚碰撞和青藏高原隆升过程中遭受改造并定型的。现今构造面貌是扬子陆块向北漂移过程中产生的北西向推挤力、源自秦岭造山带的南北向推挤力和源自青藏高原的东西向推挤力三者联合作用的结果,因此是一个典型的陆内复合造山带。其陆内复合结构构造特征具有下列特点。 1）倾向上,龙门山造山带由茂县-汶川断裂、北川-映秀断裂、安县-灌县断裂和广元-大邑（隐伏）断裂4条主干断裂分隔显示出明显的分带变形特征,由北西向南东具有层次渐浅、强度递减、卷入层位变新的趋势,总体上呈前展式扩展。 2）走向上,龙门山造山带呈现北、中、南段三分格局,它们在基底性质及展布、地层发育及演化历史、变形特征、沉降与隆升特征、活动构造等多个方面具有差异。 3）垂向上,龙门山造山带发育多层次滑脱构造,最重要的滑脱界面是15～20 km深处的低速层和中下三叠统富膏盐岩层,由此控制了深浅构造不一致的变形幅度和变形样式。 4）时间演化上,龙门山造山带表现出倾向上的前展式扩展和走向上的分段式递进性或序次性演化的趋势：印支期,龙门山中北段活动较强,由北东向南西逐渐扩展,主要为挤压逆冲和左旋走滑作用; 燕山期,构造活动总体上趋于相对平静,具有南北分段、由北东向南西迁移的特征; 喜马拉雅山期,龙门山中南段活动较强,由南西向北东逐渐扩展和递进,主要为挤压逆冲、隆升和右旋走滑作用。     

卷破波作用下沙质岸滩剖面形态判别式初探

通过波浪水槽实验,开展不同类型波浪作用下的沙质岸滩演化规律研究工作。本次实验研究不考虑比尺,采用1:10与1:20组成的复合沙质斜坡对岸滩进行概化,选取规则波和椭圆余弦波两种典型波浪作用,对波浪的传播、变形和破碎、上爬、回落过程以及波浪作用前后沙质岸滩床面地形进行了观测,探讨波浪作用下沙质岸滩剖面演化规律。本文实验工况中,规则波作用下,岸滩剖面呈现出沙坝剖面和滩肩剖面,椭圆余弦波作用下的岸滩剖面均呈滩肩形态,发现岸滩剖面形态不仅与波浪作用类型、强度、周期等因素相关,还与波浪破碎的强度等因素有关。通过对实验过程中现象的进行观察和分析,引入了卷破波水舌冲击角的概念。对波浪卷破破碎后形成的水流挟沙运动与岸滩剖面形态的关系进行定性分析,对水舌冲击角与Irribarren参数之间的关系进行定量分析,基于Irribarren参数与岸滩剖面形态的关系初步建立了波浪作用下沙质岸滩剖面形态判别关系式。通过本文实验结果和前人实验结果对趋势线进行拟合,求得其判别系数,判别式能够较好地划分淤积型岸滩、侵蚀型岸滩及过渡型岸滩三种岸滩形态。     

河南城市浅层地温能潜力及其环境经济效益分析

浅层地温能是一种新型能源,节能减排效果明显。基于河南省城市浅层地温能赋存条件,提出了浅层地温能潜力的评价方法,并结合河南省浅层地温能开发利用的情况,对河南18个省辖市和郑州航空港综合试验区进行了浅层地温能资源潜力评价,查明浅层地温能可开采资源量为1 587.54 PJ/a。在此基础上,进行了社会经济效益和环境效益分析,通过合理开发利用浅层地温能,每年可节约标煤量5 975.43 t,折算经济效益约为146.4万元,减少排放CO24 990.08 t、或SO2 35.55 t、或NxOy 12.55 t、或粉尘16.73 t,或灰渣836.55 t;减少环境治理费299.21万元和灰渣运输费33 461.7元。     

四川省青川县东河口地震遗址公园发现温泉及天然气溢出

2009年1月30-31日,受四川省广元市的邀请,笔者等赴青川县进行地震地质考察,在四川省青川县的东河口地震遗址公园.发现了2处汶川5·12特大地震及其余震引发的地热和可燃气体溢出现象.该区位于龙门山断裂构造带北段,龙门山中央断裂(映秀-北川断裂)穿过该区,处于后龙山滑脱-逆冲推覆构造带内.     

海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证

基于Boussinesq方程耦合泥沙运动和地形演变模型,建立海啸作用下泥沙运动数学模型。地形演变模型采用WENO差分格式,并将WENO差分格式与Lax-Wendroff格式和FTBS格式进行对比分析。运用Synolakis、Kobayashi和Young的实验数据分别对水动力模块和地形演变模块进行验证,数值模拟结果与实验数据吻合良好,模型能够很好地模拟海啸波的传播、破碎、上爬、回落过程以及岸滩的冲淤变化过程,该数学模型能够运用到海啸作用下的岸滩演变研究和预测中。     

铁山湾建港前后水体交换能力的数值模拟

铁山湾是北部湾东北部较大的海湾,水深条件好,可用岸线长。为研究铁山湾建港工程前后湾内的水体交换能力,文章建立了平面二维的水动力模型以及平面二维对流—扩散模型,率定后水动力学模型模拟结果与实测结果吻合良好。运用二维对流—扩散模型计算了湾内不同区域的水体半交换时间,模拟结果表明：铁山湾的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129天,海域的水体交换能力主要受铁山湾潮汐作用的影响。铁山湾潮汐作用较强,潮差较大,且铁山湾口门开阔,这都为铁山湾的水体交换提供了良好的条件。工程后铁山湾水体半交换时间为142天,工程前后铁山湾水体半交换时间仅相差13天,说明工程方案对铁山湾水体交换能力无重大影响。     

安徽省夏季降水区域特征

用R型因子分析的方法对1957-2000年安徽省16个测站的夏季降水资料进行研究,应用因子荷载点聚图将观测站点进行区域划分,找出每个区域内的代表观测站,统计各分区夏季降水特征、夏季降水长期趋势变化、区域旱涝特征及年代际变化.结果表明:安徽省夏季降水可以划分为3个区.其中砀山、滁州和宁国可以分别作为它们的标准站.研究指出,40多年3个区的夏季降水特征差别较大:1区夏季降水量最少,2区居中,3区最多,其中6月3个区差别最明显;1区、2区夏季降水量长期趋势变化不明显,而3区表现为明显的正趋势变化;2区是降水异常的多发区,更容易发生干旱与洪涝;1区中在1957-1970年和1991-2000年旱涝较频繁,而在2区和3区中,旱、涝频数随时间变化总体趋势是从旱向涝转变的.     

“沙洋电力跨越”塔位基础下饱和砂土液化势分析

本文将现场标准贯入试验结果与室内三轴振动压缩实验结果相比较,并进行水平地面下饱和砂土简化液化势分析。据此,一方面预测在一定烈度的地震荷载作用下该基础下的砂层发生液化的可能性,另一方面验证《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ11-74)在河滩地带的适用性。此外还利用经验公式进行计算比较,以及估计地下水位变化对抗液化能力的影响。