国家自然科学基金(51109046)
- 作品数：10 被引量：63H指数：4
- 相关作者：任慧龙李辉张艺瀚苏承东郭保华更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学河南理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学理学更多>>
- 高寒地区浮桥环境载荷与强度评估被引量：3
- 2014年
- 高寒地区浮桥承受冰载荷和车辆动载荷共同作用,和普通浮桥受力情况相差很大,目前还没有对高寒地区浮桥的相关研究,准确计算高寒地区浮桥环境载荷并进行强度校核非常必要。研究了有限元法计算冰膨胀力原理,利用Patran进行瞬态分析计算冰温度场分布,对浮桥结构进行结构-热耦合分析。以冰封区域浮桥原型实验数据为标准,确定模型尺寸和车辆载荷加载方式,通过瞬态分析和静态分析结果对比,计算舟桥结构的动态应力放大系数。探讨了一种冰高寒地区浮桥强度校核方法。
- 王楠任慧龙王晓天薛显昌李辉
- 关键词：强度校核
- 岩石裂隙法向循环加载本构关系试验研究被引量：3
- 2012年
- 法向变形对岩石裂隙渗流及应力波传播都有重要影响。在分析岩石裂隙法向变形机制的基础上,结合试验曲线循环滞后及其形状特点,探讨岩石裂隙在法向循环加载下的本构关系。试验得到粗晶及细晶大理岩裂隙岩样的15个循环加、卸载法向应力–闭合曲线。第一循环加载曲线与其他加、卸载曲线明显不同,其拟合曲线单独产生。平移其余加、卸载曲线使其低应力端点通过原点后,采用四参数双曲线–幂函数方程拟合所有曲线。加载累计闭合量和卸载残余闭合量与循环次数存在较好的指数函数关系,可确定循环加、卸载拟合曲线的2个端点;通过初次拟合得到加、卸载曲线幂函数项指数与循环次数的关系,再假定各加、卸载拟合曲线通过循环加、卸载拟合曲线的2个端点,获得幂函数系数的表达式;最后通过2次拟合,先后确定加、卸载曲线最大隙宽及初始刚度与循环次数的关系式。将各循环加、卸载曲线的3个参数拟合值代入双曲线–幂函数表达式,并平移各拟合曲线使其通过加卸载拟合曲线的2个端点,可得到拟合精度较好的连续拟合曲线。研究结果对循环加载下岩石裂隙法向闭合的数值模拟具有一定的实用价值。
- 郭保华李小军苏承东
- 关键词：岩石力学岩石裂隙本构关系
- Laguerre函数在时域匹配边界元中的应用研究被引量：1
- 2016年
- 利用满足自由表面条件的时域格林函数求解波浪与浮体相互作用问题时,对于外飘型浮体计算结果时常发散。针对此问题,建立了内外场时域快速匹配边界元模型,通过与解析解对比,验证了数值模型的有效性。其次,利用所建立的匹配边界元模型,研究了流场记忆速度势随时间的变化特点。针对长时间模拟,时间卷积积分项导致模拟失败问题,提出了利用Laguerre函数对记忆速度势时间变量进行级数逼近,以对时间卷积积分进行解析计算,并对级数收敛速度进行了研究。最后,为加快级数收敛速度,引入了放缩系数,并对其特性进行了探讨。数值结果表明,通过引入放缩系数,可以利用较少的级数项来逼近速度势的时间变量,能够很好地描述记忆速度势的脉冲特性。
- 李志富任慧龙石玉云李辉
- 关键词：LAGUERRE函数多项式逼近
- 连续破冰模式下破冰船的冰力研究被引量：18
- 2013年
- 由于破冰船航行区域及工作任务的特殊性,对于海冰与船体的相互作用越来越受到重视。在一定理想化假设的基础上对破冰船在直行情况下的连续破冰模式运用数值方法进行模拟,然后得到破冰船破冰过程中的冰力时历曲线,并分析了相关破冰参数对连续破冰作用下破冰形状及平均冰力的影响程度。模拟结果表明:冰厚、破冰速度与离散间隔都对破冰半径和冰力有一定的影响;而冰厚则是影响破冰形状及冰力最为关键的因素;得到的连续破冰形状基本符合实际,可以为后续研究破冰船在冰区航行时的运动及破冰能力提供基础。
- 王钰涵李辉任慧龙单鹏昊
- 关键词：破冰船
- 非线性横摇阻尼对运动和波浪扭矩的统一修正被引量：3
- 2013年
- 为了全面地在三维线性方法中考虑非线性横摇阻尼,运用等效线性化原理,采用多种经验公式并结合船模试验进行横摇运动的非线性修正,针对多种船型探讨了横摇非线性修正经验公式的选取依据.同时,提出了湿表面积插值的方法在波浪扭矩的计算中考虑了横摇非线性的影响.结果表明,等效线性化方法可以有效地在船舶横摇运动计算中反映非线性横摇阻尼的影响,且不同的非线性横摇阻尼经验公式对于不同的船型修正效果不一.湿表面插值方法解决了不考虑横摇非线性导致的波浪扭矩不封闭问题,使非线性横摇阻尼修正在横摇运动和波浪扭矩计算中保持协调统一.
- 李辉张艺瀚任慧龙
- 关键词：船舶横摇运动非线性横摇等效线性化三维势流理论
- 冲撞式破冰引起的船舯垂向弯矩计算方法研究(英文)被引量：4
- 2014年
- 文章研究了由冲撞式破冰引起的船舯垂向弯矩的计算方法。确定了模拟冲撞式破冰过程的有限元建模准则,对有限元软件进行了二次开发,采用多重失效面方式定义冰层的破坏模式。开发了FORTRAN程序,提取环境外载荷,计算由冲撞式破冰引起的船舯垂向弯矩,为预报船冰碰撞载荷提供了一种新的方法。
- 任慧龙王川李辉翟帅帅王金峰
- 关键词：二次开发
- 船舶波浪载荷长短期预报方法及其特性研究被引量：13
- 2013年
- 研究了船舶波浪载荷长短期极值预报的数值计算方法,在短期值加权组合的基础上采用威布尔拟合方法描述波浪载荷的长期分布,并寻求较为快速的数值求根方法来提高效率.分析了影响波浪载荷长短期预报的主要因子,如海况、波浪谱、浪向角间隔等.基于波浪载荷的三维直接计算法,对一系列散货船、油船进行了波浪弯矩的长短期预报并得到了一些实用性规律,验证预报方法准确性,同时统计回归得到了考虑浪向和重现期的长期值经验公式.结果表明:利用威布尔分布可以有效拟合波浪弯矩的长期分布,长期值规律的研究可以作为规范公式制定的参考.
- 李辉张艺瀚任慧龙
- 关键词：波浪载荷经验公式
- 基于加速度势的船舶波浪力数值模拟被引量：1
- 2016年
- 波浪中航行船舶所受波浪力的时域模拟通常在大地坐标系下进行,为得到每一时刻作用于船体表面的水动压力,需要在每一时间步求解速度势的时间偏导数。为避免采用差分法直接求解该偏导数所导致的数值不稳定,文中引入了流体加速度势的概念。其次,据速度势所满足的场方程和边界条件,推导了加速度势所应满足的场方程和边界条件,并建立了求解加速度势的边界积分方程。再次,根据加速度势的物理意义,推导了由加速度势表达的Bernoulli方程,以求解每一时刻船体表面上的压力值。此外,为数值求解速度势、加速度势所满足的边界积分方程,采用了八节点高阶曲面元进行了边界积分方程的数值离散,以提高计算收敛速率。最后,以半球和Wigley I船型为例,计算了相关的水动力系数并与解析解和试验值进行了对比,发现符合良好。
- 李志富任慧龙石玉云
- 关键词：大地坐标系格林函数波浪力有限差分
- 不同本构模型对船冰相互作用的影响被引量：6
- 2014年
- 由于对物理模型做了大量假设,经验公式在计算船冰碰撞过程中的冰力时存在很多缺点,而且因为没有考虑船舶自身的非线性现象,导致计算结果与真实值存在较大误差。随着有限元技术的发展,使得利用有限元技术模拟海冰与船舶碰撞问题成为可能。海冰本构模型是影响船冰碰撞过程中计算精度的最重要因素,利用MSC.DYTRAN强大的非线性计算功能对海冰的弹塑性模型、弹脆性模型以及Derradji-Aouat多重失效面模型进行模拟,并且对计算结果和相关本构模型进行分析,认为基于应变率和温度并且考虑了静水压力对海冰失效的影响的多重失效面准则更加适合计算高应变率作用下的船冰碰撞问题。
- 翟帅帅李辉王川王金峰
- 关键词：海冰本构模型船舶数值模拟碰撞
- 多级加载下岩石裂隙渗流分段特性试验研究被引量：13
- 2012年
- 利用自行研制的岩石裂隙辐射型渗流系统,试验研究室温下粗晶大理岩、中砂岩、灰岩和细晶大理岩4个岩石张裂隙在法向闭合过程中的渗流分段特性及加载历史的影响。根据闭合裂隙的接触状态及流域分布特征,裂隙渗流可分为群岛流、过渡流、沟槽流3个阶段;单位水头流量与法向应力呈指数函数关系,随法向应力增加而降低,后次加载中相同法向应力下单位水头流量明显较低;单位水头流量与力学隙宽呈幂函数关系,幂指数范围为1.93～2.60,可认为接触型粗糙岩石裂隙渗流量与力学隙宽呈次立方关系;后次加载时,相同力学隙宽下单位水头流量也明显较低;水力等效隙宽与力学隙宽呈分段的线性关系,修正的立方定律在相应分段内成立。研究结果对岩体裂隙渗流计算有一定的理论意义。
- 郭保华苏承东
- 关键词：岩石力学法向应力
