拓扑优化在隧道工程中的运用

拓扑优化作为结构优化的高层次优化方法,目前正成为工程界研究的热点,而对于隧道工程的拓扑优化还未见研究成果。建立了隧道洞室的拓扑优化模型,利用高层次拓扑优化理论对隧道洞室进行了拓扑优化分析,提出了预强支护理论,即开挖围岩影响区内进行强支护结合复合衬砌支护的三层支护体系,通过拓扑优化分析确定了预强支护的具体位置。     

边界问题及其对真空预压的影响

给出了真空预压区四周开敞式与封闭式边界定义、两者的不同,分析了开敞式边界加固效果优于封闭式边界的原因并以三个实例说明之,给出如何将封闭式转化为开敞式的方法;柔性与刚性密封膜同样可构成开敞式与封闭式边界,讨论了此时两种边界下差别;给出了密封墙和支挡墙的定义、功能、应用范围;讨论了水泥搅拌与旋喷桩单体墙与格栅墙的定义、功能、应用范围,前者只能作为密封墙,后者既可作密封墙也可作支挡墙.     

我国攻克新能源并网技术难关

<正>随着南方电网汕头南澳岛多端柔性直流输电工程现场总指挥、南方电网副总经理张文峰一声令下,南澳岛上青澳、金牛两个换流站与汕头澄海区的塑城换流站今天完成三端投产启动。这是世界上首个多端柔性直流输电工程,标志着我国成为第一个完全掌握多端柔性直流输电成套设备设计、试验、调试和运行全系列核心技术的国家。据介绍,风能、太阳能发电等接入电网的最大障碍就是其间歇性和不确定性,而多端柔性直流输电技术除了可优化电网的潮流分布、增强电网稳定性外,还可灵活解决多个电源点(如风电场、分散式小水电等)的接入或多个负荷点的同时供电。这为新能源并网、大     

柔性工程理论在极地船舶航行风险防控中的应用

为预防和减少极地水域交通事故,提高船舶在极地水域通航风险防控能力,根据柔性工程理论的内涵特征和极地水域船舶通航风险,提出极地水域船舶航行风险防控柔性系统的体系构架。根据柔性系统构建的四要素(学习、预测、监测和应对)及其与环境之间的联系,从环境分析、脆性机理、风险预测、状态监测和危机应对等五个方面,讨论了极地水域船舶航行风险防控柔性系统构建所涉及的关键技术,为提升极地水域船舶航行风险防控能力和技术水平,建设安全、便捷、高效、经济、绿色的现代化海运体系,提供理论基础支持。     

Behavior of unbonded flexible risers subject to axial tension

Owing to nonlinear contact problems with slip and friction, a lot of limiting assumptions are made when developing analytical models to simulate the behavior of an unbonded flexible riser. Meanwhile, in order to avoid convergence problems and excessive calculating time associated with running the detailed finite element （FE） model of an unbonded flexible riser, interlocked carcass and zeta layers with complicated cross section shapes are replaced by simple geometrical shapes （e.g. hollow cylindrical shell） with equivalent orthotropic materials. But the simplified model does not imply the stresses equivalence of these two layers. To solve these problems, based on ABAQUS/Explicit, a numerical method that is suitable for the detailed FE model is proposed. In consideration of interaction among all component layers, the axial stiffness of an eight-layer unbonded flexible riser subjected to axial tension is predicted. Compared with analytical and experimental results, it is shown that the proposed numerical method not only has high accuracy but also can substantially reduce the calculating time. In addition, the impact of the lay angle of helical tendons on axial stiffness is discussed.     

点吸收柔性泵波浪能装置的设计与试验研究

点吸收波浪能转换技术是一重要研究方向,其模型试验是该技术的重要基础。文中介绍了一种新型点吸收柔性泵波浪能转换装置,其能量转换主体由振荡浮子和柔性泵组成。建立了该装置的模型水槽试验,分析了波浪要素和柔性泵结构对系统功率转换特性的影响。试验结果表明柔性泵的进出口面积比例和面积大小对模型的转换效率影响较大,柔性泵的进出口面积比值为0.6,出口面积为7.85 cm～2时,装置的平均转换效率较大。该模型试验可以为同类型装置转换效率评估方法提供参考。     

水下连接器故障分析及预防

介绍了海洋石油钻井设备水下连接器,以H-4型水下连接器在现场使用中出现的故障现象为例,通过对H-4型水下连接器的结构原理的分析,分析在现场使用连接器发生脱不开故障的原因,并根据原因介绍了其预防的措施;旨在为海洋浮式钻井平台现场使用水下连接器作业提供借鉴和指导作用.     

人工柔性植被场中波浪衰减特性研究

通过SWAN-VEG模型对波浪在刚性及柔性植被中传播的模拟计算结果发现,SWAN-VEG模型能较好的模拟刚性植被场对波能衰减的特性,而对于柔性植被场的情况,则缺少合适的对阻力系数的估算方法。因而在传统的植被消浪模型的基础上,通过引入有阻尼的受迫振荡模型,来考虑柔性植被在不同入射波浪作用下的晃动效果,引入柔性植物体在波浪力下的避让因子D(D为植物运动速度与水质点流速的相对值),通过转换关系式来反映植被的柔性对阻力系数CD影响。对未考虑植被晃动的SWAN-VEG模型进行了修改,用于模拟计算波浪在柔性植被场中的衰减,并采用人工柔性材料进行物理模型试验对计算结果进行对比验证。结果表明,考虑植被晃动影响的模拟结果明显好于不计植被晃动影响的情况,验证结果的相关系数从0.68提高至0.83。由此说明在进行柔性植物消浪效果的研究中需考虑柔性植被的晃动效应,同时发现植被晃动效果的强弱与植物材质的固有频率ωn、阻尼比γ、植被高度hv以及入射波要素等因素有关。     

深埋海底隧洞内水压力下饱和土的动力特性

将衬砌分别视为多孔柔性材料和弹性介质,在频率域内研究内水压力作用下饱和分数导数黏弹性土-深埋圆形隧洞多孔柔性或弹性衬砌系统的耦合简谐振动。土体的宏观力学特性采用多孔介质理论来模拟。通过引入与土体体积分数相关的应力系数,利用衬砌和土体界面处位移连续,分别得到饱和黏弹性土和衬砌的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式。在此基础上,分析了多孔柔性衬砌和弹性衬砌结构的差异,并考察了应力系数、渗透系数、分数阶导数本构参数等对系统动力响应的影响,结果表明:多孔柔性衬砌材料条件下系统的动力响应明显大于弹性衬砌材料条件下系统的动力响应;随着分数导数阶数和材料参数比的增加,系统共振效应明显减弱;衬砌边界透水和不透水只是反映边界渗透性的两种极限状态。     

陡波型柔性立管浮力块参数优化及应用

浮力块分布和外径等参数直接影响柔性立管在环境载荷作用下的动力响应,对某深水柔性立管进行陡波型布置,开展时域内的整体动态有限元分析,得到浮力块分布和外径对柔性立管动力响应的影响规律,表明浮力块参数是陡波型柔性立管整体设计的一个重要因素。立管动力响应是弯曲加强器的设计载荷,根据上述规律,构造具有不同浮力块参数的柔性立管模型,进行多工况动态分析,通过对比弯曲加强器设计载荷对(T,θ)的散点图,得到弯曲加强器设计载荷优化方法及最优设计载荷。