苏州河综合调水与水环境治理研究

本文概述了上海市苏州河环境综合整治中与水环境相关的情况，以苏州河的历史、现状及水环境整治方略为背景，简要介绍了苏州河污染源情况，苏州河水动力特点并分析苏州河水质严重污染的原因．在此基础上着重描述苏州河环境整治中的环境流体力学问题：苏州河污染物迁移扩散数学模型及其主要参数的特征；苏州河水动力学特征及其对水质的影响；苏州河水动力的控制及其对改善水质的作用；苏州河及其河网水环境容量总量控制的优化方法．     

遗传算法在网架结构优化中的应用

综合考虑网架杆件的强度、刚度、稳定性、最小截面尺寸及结构挠度等约束条件,建立了网架结构离散断面优化的数学模型,应用遗传算法对其进行求解．算例表明,遗传算法可用于网架结构的优化设计,且优化结果可靠．     

中国高速列车研发与展望

十几年来, 以高速列车为代表的高速铁路装备在长期技术积累和自主研发的基础上,经过引进消化吸收再创新、自主提升创新、全面创新和持续创新,成功研制了多代先进的高速列车产品. 通过不断的技术创新,突破了高速列车系列关键技术, 形成了自主研发能力,不断提升高速列车的安全性、可靠性、经济性、环保性及智能化.我国高速列车的运行速度、综合舒适度、安全性、可靠性、节能环保等各项综合性能指标优良,部分指标达到国际领先水平.论文系统回顾了我国和谐号动车组、复兴号动车组、城际动车组、前沿动车组产品的发展成就及主要技术突破,分析了高速列车研发过程中面临的复杂环境适应性、大系统复杂耦合作用、安全可靠设计、智能化应用等关键技术挑战,系统概述了高速列车故障预测与健康管理技术、车体轻量化技术、被动安全防护技术、碳纤维复合材料应用、气动外形设计技术、高速转向架技术、噪声控制技术、牵引制动技术等关键技术的研究进展及主要技术突破, 并展望了高速列车动力学技术、结构安全技术、被动安全防护技术、流固耦合技术、牵引制动技术、智能控制安全技术、故障预测与健康管理技术、综合节能技术等关键技术的未来发展方向.      

混凝土面板砂砾石坝漫顶溃坝数值模拟

通过溃坝案例的现场调查和水槽模型试验,建立了面板砂砾石坝漫顶溃坝数学模型,以模拟水流特性、砂砾石料以及混凝土面板三者之间的相互作用。该模型主要由3部分组成：(1)考虑漩涡水流和砂砾石料之间的冲蚀特性,引入RNG k-ε湍流模型模拟漩涡水流的反向侵蚀;(2)通过泥沙输移公式和流体体积法(VOF法)追踪砂粒与水流侵蚀交界面,并考虑了砂砾石料的孔隙特性;(3)基于弯矩平衡法判定混凝土面板在自重和水荷载作用下的破坏过程。通过水槽模型试验对数学模型进行验证,结果表明,建立的数学模型能够准确地模拟溃决过程中漩涡水流对大坝的反向侵蚀和面板溃口的详细演化过程;该模型计算的溃口流量、堆石体溃口的发展、溃坝历时以及面板的折断长度,与实测数据的相对误差均小于15%,验证了模型的合理性。与参数化模型相比,本研究提出的溃坝模拟数学模型具有更详细的结果。     

煤层气在非饱和水流阶段的非定常渗流摄动解

煤层甲烷由煤层的割理裂隙系统流入生产井一般经历：单相水流、非饱和流和气、水两相饱和流三个阶段，在非饱和流阶段，储层压力降至临界解吸压力之后，储存在煤基质中的吸附气体少量被解吸出来形成互不连续的气泡并阻止水的流动，含气量尚未达到饱和程度。同时煤层甲烷运移包含渗流场、变形场和应力场的动态耦合过程。本文考虑渗流过程中水-气两相不溶混流体与固体耦合作用，建立了非饱和水流阶段非定常渗流问题的流固耦合数学模型，对该强非线性一维数学模型采用摄动法和积分变换法进行解析求解，并讨论了其压力动态特性，分析了压力随饱和度S及时间t变化的规律和气相及耦合作用的影响，这些研究对煤层气、石油和天然气的开采等地下工程领域具有一定的指导意义。     

波浪能量采集及自供能海洋无人机电系统研究进展

海洋环境传感器、航行器/机器人等无人机电系统可用于海洋军事侦察、资源探测、生态监测、海洋大型设备设施状态监测等,有益于海洋生态保护、海洋经济发展和海洋权益维护.长期有效供能是制约海洋无人机电系统在辽阔海域作业的瓶颈难题.电池电量有限且污染环境,线缆供电成本高且限制了海洋机电系统的机动性.波浪能是最丰富并且可以被大规模利用的可再生能源之一.将波浪能量转换为电能,可以实现海洋环境机电系统的自供能传感、控制与驱动,具备可持续、灵活便捷和节能环保的优势,有望破解海洋无人机电系统供能瓶颈难题.此外,随着化石能源面临着枯竭和严重的环境问题,开发海洋能源能够缓解能源危机、减少环境污染并促进经济发展.文章全面论述波浪能量采集、基于波浪能量采集的自供能海洋无人机电系统和海洋无人机电系统的研究进展,讨论目前自供能海洋无人机电系统面临的关键挑战并进行展望,为解决海洋无人机电系统长期有效供能难题提供多维度参考,推动自供能传感、控制与驱动等技术的发展与应用,助力海洋无人机电系统应用于深海远海.     

可视化技术在智能融合导航中的应用研究

在未来导航中,驾驶员应该作为人机交互的核心,可视化是导航系统的发展方向.针对于此,本文在总结现代平显优缺点及外国先进战斗机座舱的基础上,对可视化技术在飞机智能融合导航综合控制显示中的应用进行了初步探索.本文在提出多层面数据迭加处理技术、综合图形图象信息显示方法和导航语言概念的同时,研究了在智能融合导航中,可视化系统的结构、功能、实现过程及技术,对于我国未来导航系统中可视化的研究有着重要的实用价值.     

地震和波流作用下海底悬跨管线模型实验研究

利用水下地震-波流联合模拟实验系统研究了海底管线在波浪、水流和地震作用下的动态响应特征。实验中考虑了有无地震作用、悬跨长度、波浪高度、水深、水流速度以及是否满管状态等因素。通过DDP动态数据后处理软件对实验结果进行处理分析,得到海底悬跨管道的动态响应特性。实验结果表明:在浅海海域,悬跨管线的动态反应受波浪及水深变化的影响不明显,悬跨长度是影响管道动态响应的主要影响因素;悬跨管线在地震与波流共同作用下的反应与仅地震作用下的应变存在差别;在波浪力作用下,空管时管线的应变要小于满管时的情况。     

低维材料及其应用技术教育部重点实验室（湘潭大学）

“低维材料及其应用技术教育部重点实验室”于2003年立项建设,2006年通过教育部验收。实验室以有重大应用背景的结构型、功能型和智能型的低维材料为主要研究对象,注重基础研究与应用研究相结合,宏观与微观相结合,为地方经济建设服务和提升学术地位相结合,对其制备、结构、宏微观性能、跨尺度模拟和实际应用过程中的关键技术进行研究。     

APPLICON图形有限元(GRAFEM/IFAD)

本文介绍了美国APPLICON公司研制的计算机辅助设计软件系统中的一个应用软件包——图形有限元(GRAFEM),对其系统组成、功能管理、菜单、结构及使用方法等作了较全面说明,为读者提供了一个了解近代有限元技术的窗口和概貌,文中给出的例题及主菜单是结构有限元分析CAD技术的缩影,它可作为该领域的工程技术人员及软件工作者为开发具有我国特色的结构分析CAD软件的借鉴,并可用来解决工程实际问题。     

超燃冲压发动机仿真:从数值飞行到数智飞行

数值计算方法、物理模型和计算硬件的进步极大地促进了超燃冲压发动机仿真的发展,基于内外流一体化仿真的数值飞行技术已日渐成熟并逐步应用于工程实践,伴随燃烧、气动、结构、材料以及传热多物理场耦合模型和计算方法的发展,叠加多场计算的广义数值飞行技术有望近期得到突破.目前人工智能技术的快速发展,将赋能于数值飞行技术,"数智飞行"...     

Macro-mechanical modelling of blast wave mitigation in foams. Part I: review of available experiments and models

Multiphase flows, which involve compressible or incompressible fluids with linear or nonlinear dynamics, are found in all areas of technology at all length scales and flow regimes. In this contribution, we discuss application of aqueous-foam barriers against blast wave impact. The first experiments demonstrating this behaviour were conducted in the early 1980s in free-field tests. Based on structural requirements, various foams with different blast energy contents were tested with the aim of characterizing the time history of the blast pressure reduction. A number of consistent methodologies for calculating this pressure reduction in foam are based on the effective gas flow model. For estimating the uncertainties of these methodologies, we briefly demonstrate their comparison with existing experimental data. Thereafter, we present various modifications of modelling approaches and their comparison with new results of blast wave experiments.     

Upwinded finite difference schemes for dense snow avalanche modeling

Avalanche dynamics models are used by engineers and land‐use planners to predict the reach and destructive force of snow avalanches. These models compute the motion of the flowing granular core of dense snow avalanches from initiation to runout. The governing differential equations for the flow height and velocity can be approximated by a hyperbolic system of equations of first‐order with respect to time, formally equivalent to the Euler equations of a one‐dimensional isentropic gas. In avalanche practice these equations are presently solved analytically by making restrictive assumptions regarding mountain topography and avalanche flow behaviour. In this article the one‐dimensional dense snow avalanche equations are numerically solved using the conservative variables and stable upwinded and total variation diminishing finite difference schemes. The numerical model is applied to simulate avalanche motion in general terrain. The proposed discretization schemes do not use artificial damping, an important requirement for the application of numerical models in practice. In addition, non‐physical M‐wave solutions are not encountered as in previous attempts to solve this problem using Eulerian finite difference methods and non‐conservative variables. The simulation of both laboratory experiments and a field case study are presented to demonstrate the newly developed discretization schemes. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于模糊自适应的组合导航系统信息融合算法

以INS/GPS/CNS组合导航系统为应用背景,在现有方法的基础上,提出了一种新的模糊自适应的组合导航系统信息融合算法。该系统由三个模糊控制块组成,分别为子滤波器模糊控制块、子滤波器权值模糊推理控制块和信息分配系数模糊控制块。解决了由于模型不准确的情况下滤波精度差的问题,同时又能保证系统的实时性,文中给出了状态方程和量测方程,最后通过软件仿真,结果表明该方法具有高效率、高精度等优点,是一种实时有效的算法。     

巡航飞行器惯性/地磁组合导航方法的误差(英文)

地磁辅助导航是组合导航技术的新方向,而导航误差的研究是分析惯性/地磁组合导航性能的重要内容之一。以等高或近似等高飞行的巡航飞行器为应用对象,建立了惯性/地磁组合导航系统的卡尔曼滤波器;通过仿真结果并结合理论分析重点讨论了校正方式、惯性器件测量精度、地磁场特征与磁测误差、基准图的网格间距、滤波周期、初始位置与初始速度误差等各种因素对位置和速度等导航误差的影响。     

Wind tunnel and full-scale study of wind effects on a super-tall building

This paper presents the analyzed results from a combined wind tunnel and full-scale study of the wind effects on a super-tall building with a height of 420 m in Hong Kong. In wind tunnel tests, mean and fluctuating forces and pressures on the building models for the cases of an isolated building and the building with the existing surrounding condition are measured by the high-frequency force balance technique and synchronous multi-pressure sensing system under two typical boundary layer wind flow fields. Global and local wind force coefficients and structural responses are presented and discussed. A detailed study is conducted to investigate the influences of incident wind direction, upstream terrain conditions and interferences from the surroundings on the wind loads and responses of the high-rise structure. On the other hand, full-scale measurements of the wind effects on the super-tall building have been performed under typhoon conditions. The field data, such as wind speed, wind direction, structural acceleration and displacement responses have been simultaneously and continuously recorded during the passage of 12 typhoons since 2008. Analysis of the field measured data is carried out to investigate the typhoon effects on the super-tall building. Finally, the model test results are compared with the full-scale measurements for verification of the wind tunnel test techniques. The comparative study shows that the wind tunnel testing can provide reasonable predictions of the structural resonant responses. The resonant displacement responses are comparable to the background displacement responses so that the contribution of the background responses to the total displacement responses should not be underestimated. The outcome of the combined wind tunnel and full-scale study is expected to be useful to engineers and researchers involved in the wind-resistant design of super-tall buildings.     

大涡模拟在内燃机中应用的研究进展

大涡模拟 能够以比较合理的计算成本, 提供更多详细的湍流信息, 故近年来已经广泛地应用于科学和工程领域, 并也成为内燃机缸内湍流流动与燃烧过程模拟计算的最有潜力的数值方法.综合现有研究成果, 对内燃机中大涡模拟的研究进展和模拟方法进行了比较全面的评述.介绍了大涡模拟的基本概念、方法、亚网格模型,着重讨论了内燃机缸内冷态流场、燃油喷雾过程以及两相液雾湍流燃烧大涡模拟的国内外研究进展.最后论述了大涡模拟在内燃机应用中当前需要解决的问题及其发展趋势.     

新型综合船桥系统

综合船桥系统是实施船舶导航和控制的集成系统,它通过相互连接以集中使用来自工作站的传感器信息、命令或控制以提高操作人员管理船舶的安全性和效率.文中分析了综合船桥系统设备配置,研究了综合船桥系统的关键技术,基于综合船桥系统的体系结构和信息流程开发了综合船桥系统,并进行了系统测试与联调.试验结果表明,综合船桥系统具有导航、驾驶、航行监测、避碰和报警等功能,通过系统集成对船舶周围的航行态势进行监控,保证了船舶的航行安全.     

矿山工程地质综合研究方法及在金川二矿区的应用

针对地下矿山工程的特点、研究现状及存在的问题 ,本文结合金川二矿区深部工程地质研究 ,提出了分项→综合→应用的矿山工程地质综合研究方法。该方法已经应用于金川二矿区二期工程无矿柱大面积连续开采矿岩突变失稳风险预测 ,取得了重要成果 ,为二期开拓工程设计及开采顺序的优化设计提供了重要依据。