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漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究 被引量:1
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作者 蒋习民 魏宇豪 +3 位作者 刘锦昆 王树青 宋宪仓 王霄 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期48-61,共14页
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通... 漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通过在系缆不同位置处布置系列重物块来改变不同水深条件下系缆的空间构型和水平回复力特性,提出了一种改进混合式系泊系统以满足漂浮式光伏结构不同潮位下的系泊定位需求。以1 MW漂浮式光伏方阵为例,对混合式系泊系统在不同水位和荷载方向下的适用性进行了数值研究。结果表明,不同水位下漂浮式光伏模块运动响应幅值差异不超过14%,高水位下系缆张力响应明显大于低水位下系缆张力响应,其张力响应幅值差异不超过268%,表明文中提出的混合式系泊系统对极浅水、大潮差漂浮式光伏结构具有较好的系泊定位性能。 展开更多
关键词 漂浮式光伏结构 极浅水大潮差 混合式系泊系统 耦合动力分析 系统动力响应
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地震作用下浮式桥梁动力响应及参数影响分析
2
作者 王丕光 沈一鸣 +2 位作者 曲杨 赵密 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期149-161,共13页
针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载... 针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载荷则采用Morison方程进行模拟;分析了不同地震动特性、不同地震动强度及不同地震方向作用下,浮式桥梁系统动力响应特性及关键参数影响规律。结果表明:不同地震特性的地震动引发的浮式桥梁响应存在显著差异,低频且能量较为集中的长周期地震动会引发浮桥产生较大的响应,而高频且能量较为分散的短周期地震动引发的浮桥响应相对较小;单独施加x方向地震时,会引发系统z方向上的动态响应,导致单独z向和x-y-z向结构地震动响应存在明显区别,后者动力响应明显大于前者;考虑附加质量的浮式桥梁加速度和位移响应均大于无附加质量的情况;结构阻尼对浮桥的响应有一定抑制作用;而浮筒和锚索的拖曳力对系统响应的影响相对较小。 展开更多
关键词 浮式桥梁 地震响应 水与结构相互作用 参数分析
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船体强度计算中液舱内部压力加载方法研究
3
作者 李紫麟 汤明刚 +1 位作者 陈彧超 张华 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期47-51,共5页
船舶及海洋结构物会受到来自各种液舱(如压载舱、油舱、淡水舱)的内部压力,对船体的局部结构响应产生影响。本文阐述了液舱内部压力场的计算原理和方法,以浮式平台典型作业工况为例,采用压力场、柔性MPC(多点约束)连接、添加质量点3种... 船舶及海洋结构物会受到来自各种液舱(如压载舱、油舱、淡水舱)的内部压力,对船体的局部结构响应产生影响。本文阐述了液舱内部压力场的计算原理和方法,以浮式平台典型作业工况为例,采用压力场、柔性MPC(多点约束)连接、添加质量点3种方法分别进行加载,模拟内部液舱及甲板堆货区域的压力,并对浮式平台结构强度进行安全分析。结果表明3种不同加载方法下结构应力均满足屈服强度衡准要求,直接施加应力场的方法是一种较为客观真实的处理方式,采用柔性MPC及质量点数值方法的预报结果相对偏保守。该工作可为船体结构设计提供一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 液舱 内部压力 加载方法 浮式平台 结构强度
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浮式制氢储氢运输一体化平台舱段有限元分析
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作者 张健 陈保龙 +1 位作者 袁洪涛 陈博 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期21-27,共7页
随着可再生能源的持续发展和清洁能源需求的增长,液氢作为一项前景广阔的清洁能源载体,对其生产、运输及储存的安全性探讨显得尤为关键。本文依据现行规范,对海上浮式制氢储氢运输平台的舱室进行深入分析。通过对屈服与屈曲强度的研究,... 随着可再生能源的持续发展和清洁能源需求的增长,液氢作为一项前景广阔的清洁能源载体,对其生产、运输及储存的安全性探讨显得尤为关键。本文依据现行规范,对海上浮式制氢储氢运输平台的舱室进行深入分析。通过对屈服与屈曲强度的研究,揭示在多种典型工况下平台结构的受力情况与高应力区域的特点。在强度分析基础上,识别出货舱设计中的疲劳关键点,依据DNV与CCS规范要求,并比较两者之间的差异,对这些关键区域进行疲劳性分析。研究结果显示,该平台某些局部关键区域的应力水平较高,在比较了2套规范后,发现连接节点的疲劳寿命均符合标准要求。 展开更多
关键词 浮式制氢平台 舱段分析 结构强度 疲劳评估
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大型外浮顶储罐抗风载结构响应机制研究
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作者 周一卉 蔡语 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第3期918-928,共11页
风载是导致大型外浮顶储罐结构失效的典型灾害性因素,为探究大型外浮顶储罐对风载的结构响应机制,以10万m^(3)大型外浮顶储罐为研究对象,建立了储罐罐体-双盘式外浮顶一体化全尺寸结构模型和风场模型。采用CFD方法获得了不同液位下罐体... 风载是导致大型外浮顶储罐结构失效的典型灾害性因素,为探究大型外浮顶储罐对风载的结构响应机制,以10万m^(3)大型外浮顶储罐为研究对象,建立了储罐罐体-双盘式外浮顶一体化全尺寸结构模型和风场模型。采用CFD方法获得了不同液位下罐体周向与外浮顶顶部风压分布。基于流固耦合算法,分别就外浮顶在低、中、高液位下的漂浮工况和外浮顶落底工况下罐-顶一体化结构对风载的响应机制进行了讨论。结果表明:罐体周向风压不受液位影响,在迎风侧可达到最大风压1400 Pa;外浮顶顶部风压压差随液位升高而增大,在100%液位时可达到2410 Pa,导致外浮顶发生侧倾或不平衡升降的事故概率增加;外浮顶顶板在风载作用下沿竖直方向的最大变形差值在100%液位达到最大,为16.44 mm;极端落底工况下的外浮顶对风载的响应非常敏感,相比由储液支撑的外浮顶,其最大变形量提升幅度可达到528.3%,且每圈面板变形量比无风工况增加48%~77%,应高度重视支柱支撑与风载的耦合效应。 展开更多
关键词 安全工程 大型储罐 双盘式外浮顶 风载 结构响应 流固耦合
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悬浮隧道截面形状与系泊方式对抗冲击能力影响
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作者 徐万海 沙沐 +1 位作者 李明鎏 李航 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1268-1278,共11页
水中悬浮隧道遭受突发撞击时,管体强度变化、系统可靠性以及结构动力响应十分复杂,针对悬浮隧道受到撞击后能否继续安全运营的不确定性,应用有限元对悬浮隧道损伤与运动响应进行模拟是一种非常有效的方法。本文采用ABAQUS开展了撞击作... 水中悬浮隧道遭受突发撞击时,管体强度变化、系统可靠性以及结构动力响应十分复杂,针对悬浮隧道受到撞击后能否继续安全运营的不确定性,应用有限元对悬浮隧道损伤与运动响应进行模拟是一种非常有效的方法。本文采用ABAQUS开展了撞击作用下悬浮隧道响应数值分析,构建了有限元模型;确定了模型材料及各部分单元类型;提出了管节接头的处理方式,探究了不同悬浮隧道截面形状及锚索布置方式对结构灾变的影响机制。研究结果表明:四边形截面隧道管体受撞击后管体的位移和损伤最小,是抵抗冲击最佳的形式。锚索布置方式不会影响悬浮隧道的撞击应力、应变及损伤,仅影响悬浮隧道的运动响应,其中两垂直两倾斜的系泊方式可显著限制悬浮隧道的撞击运动幅度。 展开更多
关键词 水中悬浮隧道 撞击载荷 锚索布置方式 截面形状 数值模拟 动力响应 结构损伤 应力分析
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新型海上漂浮式光伏基础水动力特性分析
7
作者 赵业彬 王昊 +2 位作者 乐丛欢 张浦阳 刘滢霏 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3235-3246,共12页
现阶段中国海上漂浮式光伏正处于探索起步阶段,保证漂浮式光伏基础下在不同环境载荷下的动态稳定性成为当今的研究重点之一,为更有效地解决上述难点以及光伏产业中土地资源短缺的问题,针对威海乳山市某海域环境条件,通过数值仿真计算完... 现阶段中国海上漂浮式光伏正处于探索起步阶段,保证漂浮式光伏基础下在不同环境载荷下的动态稳定性成为当今的研究重点之一,为更有效地解决上述难点以及光伏产业中土地资源短缺的问题,针对威海乳山市某海域环境条件,通过数值仿真计算完成海上漂浮式光伏PE浮块式基础结构方案设计、水动力计算及优化。结果表明:波高、波周期、波浪入射角度对结构的运动响应和内力值有不同程度的影响。根据分析结果,指导新型漂浮式基础在具体项目的实际应用,实际效果理想,验证了该基础结构应用的可行性和稳定性。 展开更多
关键词 PE浮块式基础 海上漂浮式光伏基础 结构运动响应 光伏发电系统
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铜合金带材气垫式热处理过程漂浮形态的数值模拟
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作者 石浩强 李家栋 +1 位作者 赵鹏 李勇 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期24-32,共9页
基于东北大学中试气垫炉的几何模型和实验数据,建立了流固耦合模型,研究了气垫炉中带材漂浮形态的影响因素.结果表明:该模型能够准确模拟不同影响因素下铜带材在气垫炉内的漂浮形态.气垫压力、带材张力、带材厚度是带材漂浮形态的主要... 基于东北大学中试气垫炉的几何模型和实验数据,建立了流固耦合模型,研究了气垫炉中带材漂浮形态的影响因素.结果表明:该模型能够准确模拟不同影响因素下铜带材在气垫炉内的漂浮形态.气垫压力、带材张力、带材厚度是带材漂浮形态的主要影响因素,改变带材上、下表面的气垫压力,带材变形量会明显减少或增大;薄带材的张力每增加一倍,带材的上、下喷嘴附近的最大变形减小为原来1/2;带材厚度每增加0.5mm,在相同的带材表面气垫压力下,带材的最大变形量显著减小.气垫炉内温度是次要因素,炉温不同,但带材的表面上、下气垫压力相同,带材变形量近似相等.该数值模拟为研究气垫炉内带材悬浮过程中的变形机理提供了新的手段和思路. 展开更多
关键词 流固耦合模型 气垫压力 漂浮形态 带材张力 带材厚度
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含三角形翼板箱型浮式防波堤消浪性能分析
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作者 陈昊希 赵峰 +3 位作者 朱宏博 包艳 韩兆龙 夏天 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期170-179,197,共11页
传统箱型浮式防波堤结构形式简单,安装方便,然而对长波消浪效果有限;为了有效提高这类浮式防波堤的消浪性能,提出了一种带三角形翼板的新型浮式防波堤结构形式。首先,基于黏性不可压缩流体动力学理论,建立了浮式防波堤流固耦合数值计算... 传统箱型浮式防波堤结构形式简单,安装方便,然而对长波消浪效果有限;为了有效提高这类浮式防波堤的消浪性能,提出了一种带三角形翼板的新型浮式防波堤结构形式。首先,基于黏性不可压缩流体动力学理论,建立了浮式防波堤流固耦合数值计算模型,并与文献数据对比验证了其适用性和可行性;接着在不同波浪要素工况下,数值分析了该新型防波堤的消浪性能,计算结果显示当翼板角度为22.5°时消浪性能达到最优;在此基础上,进一步分析了该角度下箱体不同吃水深度对消浪效果的影响。对涡量场和速度场的分析结果显示:含三角形翼板浮式防波堤不仅通过翼板反射作用减少透过波浪,也通过形成涡流,有效耗散入射波浪能,从而其消浪性能显著优于传统箱型浮式防波堤。所提出的新型防波堤结构形式可为实际工程中消浪应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 浮式防波堤 消浪性能 计算流体力学 流固耦合
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基于H∞控制的海上浮式风力涡轮机主动结构控制
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作者 王万成 李浩 +3 位作者 占志飞 盛凯 程诗源 陈丽菁 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第17期7180-7186,共7页
近海环境复杂多变,风和波浪的综合载荷会对浮式风力涡轮机平台和塔顶产生较大振动,严重威胁风力涡轮机系统的结构安全。为了应对这一挑战,在驳船浮式风力涡轮机的机舱内安装了一个调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD),并通过采用H∞... 近海环境复杂多变,风和波浪的综合载荷会对浮式风力涡轮机平台和塔顶产生较大振动,严重威胁风力涡轮机系统的结构安全。为了应对这一挑战,在驳船浮式风力涡轮机的机舱内安装了一个调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD),并通过采用H∞控制算法利用主动驱动力形成混合质量阻尼器(hybrid mass damper,HMD)。通过仿真比较了无控制、被动控制和H∞控制的效果,结果表明H∞控制能有效减小平台纵向角度和塔顶纵向位移,抑振效果明显。 展开更多
关键词 海上浮式风力涡轮机 结构控制系统 H∞ 主动控制 调谐质量阻尼器
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间断斜置腹板浮筏结构性能优化
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作者 黄嘉业 崔洪宇 孙远伟 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期14-17,共4页
浮筏系统已经成为舰船广泛使用的隔振手段,本文在传统浮筏结构基础上提出一种新结构,利用Isight集成有限元软件搭建优化平台对浮筏系统隔振性能进行优化,将声学黑洞和声子晶体引入浮筏系统来进一步提升其隔振性能。研究表明,新型浮筏结... 浮筏系统已经成为舰船广泛使用的隔振手段,本文在传统浮筏结构基础上提出一种新结构,利用Isight集成有限元软件搭建优化平台对浮筏系统隔振性能进行优化,将声学黑洞和声子晶体引入浮筏系统来进一步提升其隔振性能。研究表明,新型浮筏结构拥有较优良的隔振性能,声学黑洞在高频段而声子晶体在设计带隙范围具有显著减振效果。附加声学黑洞结构的浮筏系统可减重9.4%,且使浮筏系统部分频段隔振性能提升2 dB;局域共振声子晶体引入浮筏系统可使其隔振性能提升3 dB左右,本文研究成果可为浮筏系统设计提供技术支持。 展开更多
关键词 浮筏结构 结构优化 声学黑洞 声子晶体
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浮式风机钢-混组合立柱的HSEC切条试件抗弯性能研究
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作者 林煜铭 杨健 +2 位作者 谢东东 王星尔 宋春雨 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期70-83,共14页
基于单侧钢板-端部约束超高性能混凝土(HSEC)的组合形式,研究浮式风机立柱结构的HSEC切条构件抗弯性能。通过试验研究超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,简称UHPC)强度、跨度和拉结筋间距对构件抗弯性能的影响。结果表明... 基于单侧钢板-端部约束超高性能混凝土(HSEC)的组合形式,研究浮式风机立柱结构的HSEC切条构件抗弯性能。通过试验研究超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,简称UHPC)强度、跨度和拉结筋间距对构件抗弯性能的影响。结果表明:试件受弯无端部滑移呈正截面破坏,且均达到较高承载力并展现出良好的延性。钢板的材料性能得到充分利用,拉结筋和端部型钢协同提升试件延性。采用有限元分析端部约束和拉结筋对抗弯性能的作用,探究用钢参数对抗弯性能的影响。结果显示,提升钢板强度、含钢率或配筋率,均可有效提升极限承载力,且保持延性的正截面破坏模式。无端部型钢约束时,端部产生相对滑移破坏,整体呈脆性的斜截面破坏模式,且承载力较低;UHPC受端部约束时,保持拉结筋间距并适当减小拉结筋直径,将提高拉结筋的强度利用率且保持其良好的抗弯性能,端部型钢和拉结筋协同确保试件的组合效应和整体承载性能。 展开更多
关键词 海上浮式风机结构 超高性能混凝土 单侧钢板-混凝土 抗弯性能 用钢量
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鸭绿江浮桥遗址木桩表层微生物群落结构分析
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作者 韩旭 李辉 +2 位作者 王雨晨 周海宾 邓昊 《木材科学与技术》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
鸭绿江浮桥遗址是我国革命历史的重要见证,遗址作为在江面保存的木质不可移动文物,系统分析微生物群落是科学保护文物的基础。研究选择江中桥墩木桩不浸水区域I、感潮区域Ⅱ、长期浸水区域Ⅲ等三个区域,观察各区域不同部位样品的劣化情... 鸭绿江浮桥遗址是我国革命历史的重要见证,遗址作为在江面保存的木质不可移动文物,系统分析微生物群落是科学保护文物的基础。研究选择江中桥墩木桩不浸水区域I、感潮区域Ⅱ、长期浸水区域Ⅲ等三个区域,观察各区域不同部位样品的劣化情况,并采集表层微生物样品,通过Illumina MiSeq高通量测序技术进行微生物群落分析。结果显示,木桩不同部位产生了不同程度的材质老化、微生物降解现象,不浸水区域I木材存在老化变色、材质疏松、表层剥落等严重劣化现象,其主要成分降解严重;感潮区域Ⅱ中也可见木材老化变色、剥落现象,但劣化程度较轻;长期浸水区域Ⅲ中木材保存状况较好。木桩细菌群落在门、目、属水平上丰度较高的主要为变形菌门(Proteobacteria)、鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),真菌群落在门、目、属水平上丰度较高的主要为子囊菌门(Ascomycota)、伞菌目(Agaricales)、鬼伞属(Coprinus)。木桩不浸水区域I中主要真菌为伞菌目真菌,而长期浸水区域Ⅲ主要真菌为刺盾炱目(Chaetothyriales)真菌,木桩不同区域主要细菌均为鞘脂单胞菌目细菌与根瘤菌目(Rhizobiales)细菌。研究结果对鸭绿江浮桥遗址桥墩木桩预防性和适宜性保护提供科学依据。 展开更多
关键词 木质文物 鸭绿江浮桥木桩 材质劣化 微生物群落结构 高通量测序
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流冰作用下海上浮式光伏平台动力响应与局部损伤特性研究
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作者 蔡劭宇 杜君峰 袁文永 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期151-162,共12页
海上浮式光伏平台在服役过程中将受到复杂环境荷载,其中冰荷载是冰区海上浮式光伏平台设计的主控荷载之一,可导致结构出现局部损伤甚至整体失效。本文研究某海上浮式光伏平台在平整冰和破碎冰作用下的动力响应及结构损伤特性,建立了流... 海上浮式光伏平台在服役过程中将受到复杂环境荷载,其中冰荷载是冰区海上浮式光伏平台设计的主控荷载之一,可导致结构出现局部损伤甚至整体失效。本文研究某海上浮式光伏平台在平整冰和破碎冰作用下的动力响应及结构损伤特性,建立了流、冰荷载联合作用下的海冰-海流-海上浮式光伏有限元模型,讨论分析了平整冰厚度与碎冰密集度对海上浮式光伏结构整体动力响应与浮筒损伤的影响。结果表明:平整冰与平台发生多次撞击回弹,其中首次碰撞力最大,且碰撞力峰值随着海冰厚度非线性增加,该碰撞力逐渐降低并最终转化为作用在平台上的准静态推力,浮筒在碰撞下产生塑性应变但未发生开裂;破碎冰在海流作用下于平台周围堆积,平台位移与海冰密集度正相关,浮筒损伤情况较平整冰撞击工况更小,但系泊张力更大。研究成果可为冰区海上浮式光伏平台整体设计与局部结构加强提供科学依据。 展开更多
关键词 海上浮式光伏平台 冰荷载 动力响应 结构损伤
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不同入射角叠加波下系泊浮体运动响应的仿真分析 被引量:1
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作者 华艾 龚希武 +2 位作者 谢永和 潘昀 刘庭晖 《船海工程》 北大核心 2025年第1期20-25,共6页
为研究实际海况下浮式载体的运动响应,基于计算流体力学方法,对浮体建立数值波浪水槽,采用重叠网格等方法模拟载体的运动。通过对比,验证了波的有效性和模型的正确性。分别将入射角为30°、45°、60°的波与入射角为0°... 为研究实际海况下浮式载体的运动响应,基于计算流体力学方法,对浮体建立数值波浪水槽,采用重叠网格等方法模拟载体的运动。通过对比,验证了波的有效性和模型的正确性。分别将入射角为30°、45°、60°的波与入射角为0°的波叠加后,对载体的运动响应进行仿真分析,得到了载体平台的垂荡、横摇、纵摇及系泊缆绳拉力的变化规律。结果表明,随着入射角度变大,浮体的垂荡变化不大。浮体横摇值呈现变大的趋势,相应的纵摇值则呈现变小的趋势。与入射角为30°的叠加波相比,45°和60°的叠加波的纵摇最大幅值分别减少了16.98%、19.81%。横摇最大幅值分别增加了3.43%、7.72%。载体垂荡、横摇、纵摇的振动频率随着入射角的增大而增大,叠加波的入射角为45°、60°的频率相对于入射角为30°的值分别增加了7.15%、14.28%。 展开更多
关键词 叠加波 浮式结构物 运动响应 数值模拟 系泊拉力
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串联多浮体结构波浪漂移力特性研究
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作者 张璐瑶 毛艳军 +4 位作者 马小舟 李鹏达 吴宇飞 郑艳娜 董国海 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期79-86,共8页
为了研究柔性连接多浮体结构在波浪作用下所受漂移力大小的问题。本文应用势流模型近场法研究了柔性连接的串联五模块浮式结构在规则波作用下的平均波浪漂移力和不规则波作用下低频慢漂力大小的影响因素。随着模块个数增加,结构所受平... 为了研究柔性连接多浮体结构在波浪作用下所受漂移力大小的问题。本文应用势流模型近场法研究了柔性连接的串联五模块浮式结构在规则波作用下的平均波浪漂移力和不规则波作用下低频慢漂力大小的影响因素。随着模块个数增加,结构所受平均漂移力呈线性增加,平均漂移位移受系泊缆的影响呈非线性增加。不规则波作用工况,低频慢漂力增加,但由于模块间遮蔽效应,结构漂移力呈非线性增加趋势,并且漂移力大小是有限的。随着连接刚度增加,平台结构整体所受平均漂移力减小,连接器刚度变化对低频慢漂力影响相对较小。 展开更多
关键词 多浮体 串联式结构 柔性连接器 连接刚度 近场法 平均漂移力 低频慢漂力 分布式系泊
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岛礁地形下浮式结构动力响应分析
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作者 高艳丽 黄林茜 +2 位作者 涂佳黄 王贯宇 黄小凡 《船舶力学》 北大核心 2025年第3期363-373,共11页
基于Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)数值模拟方法,本文对在近岸岛礁地形下不同类型波浪传播演化过程的变化情况与系缆式浮式结构动力响应情况进行分析。研究结果表明:当在岛礁前放置系缆式浮体结构时,浮式结构对非规则波的波高... 基于Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)数值模拟方法,本文对在近岸岛礁地形下不同类型波浪传播演化过程的变化情况与系缆式浮式结构动力响应情况进行分析。研究结果表明:当在岛礁前放置系缆式浮体结构时,浮式结构对非规则波的波高衰减效果会优于规则波,且波高的变化对浮式结构波高衰减效果影响不大;波浪周期的变化对浮式结构的消浪效果影响较大,而浮式结构对长周期波浪的波高衰减效果较差;不同规则波波高工况下,浮式结构的最大垂向位移、最大纵摇角度以及最大横荡值随波高的增大均呈现上升的趋势,其中最大纵摇角度对波高变化最为敏感,最大垂向位移最不敏感;不同波周期工况下,浮式结构的最大垂向位移与最大横荡值都随波周期的增大而增大,而最大纵摇角度却会减小。 展开更多
关键词 岛礁地形 SPH方法 系缆式浮体结构 动力响应 波参数
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基于多弹簧模型的浮搁柱脚节点建模方法
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作者 詹鑫 邱洪兴 陆维杰 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期121-130,共10页
浮搁是传统木结构中柱脚的典型构造形式,在水平荷载作用下木柱易出现摇摆现象。木柱的摇摆行为表明浮搁柱脚节点具有半刚性特征,对木结构抵抗侧向荷载和维持整体稳定性具有重要作用。提出一种摇摆木柱柱脚节点的建模方法,通过在柱脚布... 浮搁是传统木结构中柱脚的典型构造形式,在水平荷载作用下木柱易出现摇摆现象。木柱的摇摆行为表明浮搁柱脚节点具有半刚性特征,对木结构抵抗侧向荷载和维持整体稳定性具有重要作用。提出一种摇摆木柱柱脚节点的建模方法,通过在柱脚布置一排轴向弹簧,以模拟柱底-础石接触界面的受力状态。基于OpenSees平台建立对应数值模型,通过与精细化有限元模型及大量相关文献中的试验数据进行对比,验证该建模方法的有效性。同时,对影响该建模方法的部分因素进行分析,包括柱脚弹簧接触刚度、分布模式、弹簧数量及材料本构。结果表明,该建模方法对接触刚度相对不敏感,建议木柱计算受压深度为木柱半径,以确定各弹簧单元接触刚度;3种分布模式均适用于该建模方法,弹簧单元的数量应不少于10个;对于高轴压比木柱,在建模过程中应采用考虑弹簧单元进入塑性的ElasticPP材料结构。 展开更多
关键词 木结构 浮搁木柱 柱脚节点 多弹簧模型 弹簧单元
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破碎浮冰环境下结构物倾斜入水空泡演化特性实验研究
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作者 杨帅 鹿麟 +2 位作者 胡彦晓 杨哲 陈凯敏 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期118-127,共10页
为探究破碎浮冰覆盖密度对结构物入水空泡演化的影响,利用高速摄影技术开展了不同破碎浮冰覆盖密度下结构物倾斜入水实验。通过对比不同碎冰覆盖密度工况下的结构物倾斜入水过程,获得了碎冰覆盖密度对结构物倾斜入水空泡演化特性的影响... 为探究破碎浮冰覆盖密度对结构物入水空泡演化的影响,利用高速摄影技术开展了不同破碎浮冰覆盖密度下结构物倾斜入水实验。通过对比不同碎冰覆盖密度工况下的结构物倾斜入水过程,获得了碎冰覆盖密度对结构物倾斜入水空泡演化特性的影响规律。结果表明:与无冰环境相比,当空泡扩张时,破碎浮冰通过阻碍液面流体向外扩张,致使空泡直径减小;而空泡闭合时,碎冰会阻碍液面流体向内收缩,延长空泡扩张时间,此时空泡内空气总量增加,空泡内外压差减小,最终导致空泡闭合延迟。碎冰覆盖密度较小的工况在空泡溃灭时会出现指向空泡内部的射流。随着碎冰覆盖密度的逐渐增大,其对液面流体向内收缩的阻碍作用逐渐增强,进一步延迟了空泡的闭合时间,空泡的长度和最大直径也相应增大。此外,碎冰覆盖密度较大的工况下,流体的无规则冲击使得空泡壁出现褶皱。随着结构物入水深度的增加,空泡在环境压力作用下会出现深颈缩现象;随着碎冰覆盖密度的逐渐增大,结构物的水下运动速度相较于无冰环境呈现更快的衰减趋势。 展开更多
关键词 碎冰环境 倾斜入水 入水实验 空泡演化 结构物
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浮置板轨道中置式剪力铰疲劳预测及结构优化
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作者 刘文武 赵才友 +1 位作者 陈虹兵 罗信伟 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2551-2562,共12页
为预测钢弹簧浮置板轨道中置式剪力铰疲劳寿命,并针对其疲劳特性提出结构优化方案;建立了车辆-轨道-隧道刚柔耦合模型及剪力铰-混凝土精细化有限元模型;将刚柔耦合模型得到的浮置板板缝位移差作为精细化有限元模型的荷载,计算分析了隧... 为预测钢弹簧浮置板轨道中置式剪力铰疲劳寿命,并针对其疲劳特性提出结构优化方案;建立了车辆-轨道-隧道刚柔耦合模型及剪力铰-混凝土精细化有限元模型;将刚柔耦合模型得到的浮置板板缝位移差作为精细化有限元模型的荷载,计算分析了隧道不均匀沉降、钢弹簧隔振器失效时剪力铰应力分布及剪力铰危险点Mises应力时程曲线;采用Goodman方法进行平均应力修正,利用Palmgren-Miner线性累积损伤法则结合材料S-N曲线计算了剪力铰危险点疲劳寿命,提出了相应的结构优化方案并对其有效性进行了验证。研究结果表明:浮置板板缝位移差对中置式剪力铰Mises应力及疲劳寿命有重要影响。中置式剪力铰轴Mises应力最大值位于板缝边缘处轴的上下表面,该位置是剪力铰轴接触的突变点。随着板缝位移差峰值的增大,剪力铰轴危险点Mises应力峰值逐渐增大,疲劳寿命逐渐减小。当板缝位移差峰值0.8 mm时,剪力铰轴危险点Mises应力峰值达到了1 122 MPa,剪力铰轴疲劳寿命为344 349节·次。当板缝位移差峰值超过0.5 mm后应当注意剪力铰轴疲劳破坏问题;对中置式剪力铰轴固定板接触突变位置进行倒圆角设计可以有效提高剪力铰轴疲劳寿命。当隧道不均匀沉降波长30 m幅值3 cm,倒圆角半径设置为3、5、7 mm时,剪力铰轴Mises应力峰值分别降低了36.7%、45.1%、53%,疲劳寿命分别提高了3.6倍、4.1倍、6.2倍。由于轴固定板倒圆角设计会降低剪力铰的抗剪和抗弯刚度,因此在实际工程中应综合考虑剪力铰轴的疲劳寿命及剪力铰对板端位移的协调能力进行设计。研究成果可为解决钢弹簧浮置板轨道中置式剪力铰疲劳问题提供参考。 展开更多
关键词 地铁 钢弹簧浮置板轨道 剪力铰 数值仿真 疲劳预测 结构优化
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