拉普拉斯变换边界元法求解响应函数的水力学管理模型

拉普拉斯变换边界元法求解响应函数的水力学管理模型

一、Hydraulics Management Model of Response Function Solved by Laplace Transform Boundary Element Method(论文文献综述)

魏博[1](2021)在《频变粘弹性阻尼结构振动与声辐射优化设计》文中指出随着现代社会的发展,基于安全性、环保性、舒适性等各方面的考量,人们对振动噪声控制的要求越来越高,在船舶领域近些年国际国内均发布了更高标准的针对噪声的各项规章条例。粘弹性阻尼材料是一种性能良好的阻尼材料,敷设在结构表面可以有效降低振动噪声的产生,在实际工程领域诸如船舶、航空航天、工程机械结构等方面被广泛应用。本文使用一种频变的阻尼模型模拟粘弹性材料,通过有限元迭代的方法进行求解,并以频变阻尼模型为基础,分别对阻尼板结构的复模态振动特性、圆柱壳结构的灵敏度分析、加筋板结构的优化设计展开了研究与分析。本文介绍了粘弹性阻尼材料的基本特性,并说明了其随着外界环境变化材料参数发生改变的特点,基于这个特性,使用了能够考虑频率影响的阻尼模型,即频变阻尼模型,可以更准确的模拟粘弹性阻尼材料。建立了约束阻尼板的有限元模型并分析其振动特性,得到的固有频率和损耗因子与文献结果对比很接近,相对误差较小,说明本文所建模型是正确的。以本文频变阻尼模型为基础,建立了不同阻尼敷设位置的自由阻尼板和约束阻尼板模型,研究分析阻尼敷设位置和边界条件对振动特性的影响。通过算例分析表明,敷设粘弹性材料的阻尼板振型为复振型,且阻尼材料的位置与边界条件对振动特性均有影响:对固有频率来说,集中型敷设的阻尼板各阶固有频率均小于分散型敷设的阻尼板;对相同阻尼敷设位置不同边界条件的阻尼板来说,集中型的自由阻尼板各阶固有频率均大于约束阻尼板的固有频率,分散型的自由阻尼板各阶固有频率均小于约束阻尼板的固有频率。对模态阻尼比的影响是,约束阻尼结构的模态阻尼比显着大于自由阻尼结构,程度从几十倍到一百倍之间(本文只考虑阻尼层的影响,基层和约束层均为无阻尼板),综合来看对称型敷设的约束阻尼结构各阶模态阻尼比最大。本文推导了振动固有频率和模态阻尼比的灵敏度计算公式,以敷设粘弹性阻尼材料的圆柱壳为研究对象,采用第二章的频变阻尼模型,以阻尼层长度、圆柱内壳半径、阻尼层厚度为设计变量,使用有限差分法计算了圆柱壳固有频率、模态阻尼比的灵敏度,算例结果表明,对同一目标函数不同设计变量对不同阶的影响有所区别:对固有频率来说,三种设计变量的灵敏度几乎都是负的,表明增大设计变量会导致固有频率减小,其中,第8阶固有频率关于长度、内径、厚度的灵敏度绝对值均较大,第6阶固有频率关于长度的灵敏度绝对值较大,第5阶固有频率关于内径和厚度的灵敏度绝对值较大,第3阶固有频率关于厚度的灵敏度绝对值较大;对模态阻尼比来说,模态阻尼比几乎不受长度的影响,而受厚度的影响很大,其中第3、4阶模态阻尼比受内径的影响较大。介绍了优化设计中的遗传算法、声学的相关指标和理论,以及几种常见的模态复杂度指标。以工程中常见的加筋板结构为研究对象,敷设粘弹性阻尼材料并采用频变阻尼模型,以加筋板的面板宽度、腹板高度和特定位置附加的质量块大小为设计变量,采用有限差分法计算了固有频率和模态阻尼比的灵敏度大小,结合声压云图与算出的声功率验证了灵敏度正负方向的正确性;使用有限元方法分析结构的动力学特性,使用遗传算法对结构尺寸进行优化分析,使得结构表面法向振速均方值最小,进而达到降低结构声功率的目的。并使用边界元方法计算优化前后结构的声场,验证优化效果。分析了优化前后结构的模态变化情况,结果表明,优化前后结构的固有频率与阻尼比变化较小,第四阶与优化质量块结构的第五阶模态复杂度MPD变化较大。通过对加筋板的面板宽度、腹板高度和特定位置附加的质量块大小为设计变量的优化设计,分别使结构的表面法相振速均方值减小了5.0 d B、6.65 d B和7.68d B,结构声功率减小了5.7d B、7.4d B和8.3d B,证明结构优化取得了一定的效果。

姚怡亦[2](2020)在《考虑桩土动力滑移的浮承桩纵向振动若干解析模型与解答》文中研究说明浮承桩作为一种广泛应用的桩型,其纵向振动理论的研究对于桩基抗振防振设计及动力测桩技术的发展具有重要的实际意义。浮承桩纵向振动的关键在于如何合理的模拟桩与桩周土及桩与桩底土之间的相互作用,本文对已有桩底虚土桩模型进行改进,基于动力开尔文模型考虑桩与桩侧土之间的滑移,解析求解了均质和层状土中浮承桩桩顶动力阻抗及速度响应解析解,在此基础上通过进一步参数分析对浮承桩纵向振动特性影响因素进行系统研究,主要研究内容如下:(1)考虑桩土动力滑移,建立均质地基中桩土纵向振动耦合模型。利用解析方法求解得到桩顶动力阻抗解析解和速度时域响应半解析解,并将本文所得解退化到己有解验证其合理性。在此基础上,分析了桩周土与实体桩界面刚度系数、实体桩与虚土桩的桩长、桩周土与桩底土剪切波速对浮承桩振动的影响规律。结果表明:桩土动力滑移模型较完全耦合模型能更合理的考虑桩土间的相互作用,本文模型在应用到浮承桩纵向振动特性分析时有其较好的优越性。(2)在均质地基桩土耦合模型基础上,建立成层地基中桩土耦合模型,并通过考虑桩土间动力滑移和动力阻抗传递方法解析求解得到浮承桩桩顶动力阻抗解析解和速度时域响应半解析解。从桩周土的成层性和实体桩桩身的缺陷性两方面入手,分析了桩周土与实体桩桩身界面刚度系数、桩周土剪切波速、厚度和模量、实体桩桩长、实体桩缩径和扩径以及缺陷长度和位置对浮承桩纵向振动的影响规律。(3)将本文基于土体三维轴对称模型所得桩顶动力响应与土体平面应变情况下结果进行对比,分析了不同频率范围内桩周土与实体桩界面刚度系数、实体桩桩身弹性波速、实体桩桩长以及桩周土剪切波速、实体桩缩径和扩径对浮承桩纵向振动特性的影响规律。结果表明:在低频范围内,土体平面应变模型会存在较大误差,此时应采用土体三维轴对称模型。

江乾明[3](2020)在《地铁运营引起的地基振动及填充沟隔振2.5维有限元研究》文中提出随着全球城市化进程加快,人口快速地向城市集中,城市交通堵塞成为一个重大的公共问题,而城市地下轨道交通由于运速快、输送量大、污染小、用地面积小以及乘车安全舒适等诸多优点近年来逐渐成为各大城市所依赖的公共交通方式;然而,城市地下轨道交通给人带来方便快捷、舒适和安全的同时也干扰着人们正常的生产生活,其运行所产生引发的环境问题日益成为人们关心的话题,尤其是引发的环境振动问题,严重影响了地铁沿线附近居民的正常生活、建筑物以及各种精密仪器的正常使用。本文基于2.5维有限元方法,开展了地铁列车运行引发环境振动相关研究工作,主要内容如下:(1)建立了地铁列车-轨道结构-衬砌-地基-填充沟2.5维有限元分析模型,其中列车荷载模拟为一组符合列车轴载空间分布的常荷载,钢轨和浮置板简化为无限长Euler梁,衬砌与地基模拟为均质弹性体。理论模型通过钢轨与衬砌仰拱处、以及衬砌与地基处应力和位移连续条件进行耦合。混凝土填充沟模拟为地基中异质体,填充沟与地基交界面通过共用节点法处理,并在波数域中进行求解,最后通过快速Fourier逆变换(IFFT)进行波数展开获得三维时域—空间域内的地基动力响应,计算分析了填充沟在不同列车速度、填充沟沟深、沟宽与隧道埋深等情况下的隔振效果。(2)基于三维弹性动力学方程,引入坐标衰减函数,采用伽辽金法建立了完全匹配层(PML)边界2.5维控制方程,并进行离散化得到2.5维完全匹配层公式。随后通过解析解与一维有限元计算结果进行对比,分析波在PML中衰减效果以及探讨了相关衰减函数的选择,最后计算模型在不同荷载条件下频域内和时域内的位移并与已有研究计算结果进行对比,验证了衰减函数选取以及2.5D FEM-PML耦合模型的正确性。(3)基于前述的2.5维有限元-PML耦合模型,建立了 2.5维地下隧道受动力荷载的模型,在保持等效半径相等的前提下考虑不同断面形状的地下隧道受相同动力荷载,得到波数域内位移响应,之后利用快速Fourier逆变换(IFFT)得到隧道周围土体的位移响应,分析了椭圆、马蹄形和矩形等三种形状隧道与其等效圆形隧道之间动力响应的异同。

李志远[4](2019)在《复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究》文中研究指明地下轨道交通、地下综合管廊等地下结构在生活和生产中占有重要地位。地下结构一旦发生破坏,对居民生活造成巨大影响,严重威胁居民的生命安全。近年来,多次强震造成地下结构遭受严重破坏,甚至引发严重的次生灾害,如洪灾、内涝、火灾等。因此,准确、高效的地下结构抗震安全性评价既是工程设计人员也是科学研究人员所关心的重要问题。地下结构的地震响应一般可作为地震波散射问题处理,现有文献中地震波散射的计算模型大多假定地基为单相、各向同性、均质介质。实际场地条件要复杂得多,如介质的层状分布、材料的各向异性和地下水等因素。从波动散射问题的研究现状来看,现有的计算模型往往具有一定局限性,或者不适合考虑层状地基,或者对各向异性材料求解困难,或者对含有地下水的饱和介质求解困难等。因此,本文建立了一套地下结构的分析模型,可简便地考虑多种复杂因素,准确地求解复杂层状地基地下结构的地震响应。基于子结构法建立了复杂地基散射问题求解的控制方程,将复杂地基散射问题转化具有规则边界条件层状地基的动力刚度求解和波动响应求解。相较于复杂几何边界条件引起的散射波动求解,规则边界条件地基的辐射问题和波动输入问题的求解要简便得多,而这种转化对于线弹性介质是完全准确的,没引入任何简化,因此当规则边界条件地基的辐射问题和波动输入问题得到高精度解答时,复杂地基散射问题的解答也是高精度的。通过多种算例验证了本文计算模型的正确性,如均质半空间中地下孔洞对SV波和P波的散射。据作者所知,现有文献中层状地基中地下结构地震响应的高精度解很少,尤其横观各向同性层状地基、下部为饱和层状地基上部为单相土层的地基中的地下结构的高精度解几乎没有,因此基于本文的数值模型,进行了数值实验,提供了大量的高精度数值算例。(1)推导了各向同性、横观各向同性层状地基的格林函数,并给出了数值解,进一步得到内部节点的动力刚度。通过Fourier变换,得到了各向同性和横观各向同性介质中频域-波数域的波动方程,引入对偶变量使波动方程降为一阶常微分方程,利用扩展精细积分对土层进行合并,施加荷载并结合边界条件,得到内部节点的格林函数,进而得到动力刚度。基于扩展精细积分法求解了各向同性、横观各向同性层状地基的波动响应。基于以上两部分,结合子结构法,分析了介质的层状分布、椭圆形夹杂和局部褶皱等因素对马蹄孔洞散射作用的影响;讨论了材料的各向异性、地表风化层等因素对复杂衬砌结构波动响应的影响。(2)推导了各向同性、横观各向同性饱和层状地基的格林函数,并数值求解,进一步得到了动力刚度。基于Biot波动理论,得到了以土骨架位移和孔隙流体压力为未知量的基本方程,对水平向进行Fourier变换,将控制方程变换到频域-波数域,引入广义对偶变量对控制方程进行化简,得到一阶状态方程,依据不同的地表排水条件下建立了层间的对偶关系,施加荷载并结合边界条件,得到内部节点的格林函数,最终得到频域-空间域的动力刚度矩阵。通过数值算例验证了解法的精确性,并讨论了地基材料的各向异性对地基动力刚度的影响。(3)提出了单相土层和饱和土层共同存在的复杂层状地基埋置基础的动力刚度计算模型,该计算模型可方便地考虑饱和土层和单相土层交界面不同的排水条件,且不但适用于各向同性介质,同时适用于横观各向同性介质。通过与现有文献中的结果进行比较,验证了方法的准确性,进一步讨论了基础截面形状对刚性条带基础的动力刚度的影响,从本文计算结果来看,基础的埋置形状对摇摆向的动力刚度影响明显,对水平向动力刚度影响较小。(4)基于扩展的精细积分算法,求解了单相土层和饱和土层共同存在的层状地基中的波动响应,结合上一节内部节点的动力刚度,构造了求解这种包含地下水的复杂层状地基地下结构波动响应的计算模型。首先通过分析单周期的波动响应,验证了自由场波动响应求解方法的正确性和合理性,其次采用子结构法分析了自由场的波动响应,验证了子结构模型的正确性,最后分析了地下水对复杂衬砌结构波动响应的影响。

李明军[5](2019)在《煤层气藏复杂结构井三重介质渗流理论研究》文中研究说明煤层气作为一种重要的非常规天然气资源,在全球范围内储量较为丰富,是近四十年在国际上崛起的清洁、高效的化石能源之一。煤岩具有裂缝、割理和基质孔隙的三重孔隙网络;煤层气在流动过程中涉及到气体的基质孔隙的解吸、扩散、割理渗流和裂隙渗流等三个流动过程;受沉积环境和后期储层改造的影响,煤层气平面渗流非均质性较强,边界较复杂;随着水力压裂技术、水平井钻井技术的广泛应用,煤层气井井型也较为复杂。因此煤层气渗流过程比常规气藏复杂的多,开展煤层气藏三重介质复杂结构井渗流理论研究具有重要的意义。在煤岩微观孔隙结构特征、解吸-扩散-渗流机理实验基础上,建立直井、部分射孔直井、压裂直井、水平井、多分支水平井、分段压裂水平井、缝网压裂水平井等复杂结构井型的煤层气藏三重介质渗流数学模型,获得相应井型的井底压力响应函数和产量递减数学模型。利用边界元思想,建立了直井、部分射孔直井、压裂直井、水平井的不规则外边界、不规则内部不渗透区域和SRV影响区域的渗流数学模型,分析了不同边界类型和形状、不渗透块大小和形状、非均质区域大小和形状对井底压力响应特征和产量递减规律的影响,编制了煤层气藏单井动态评价软件,指导现场的单井动态控制储量评价、单井产能评价和产能预测工作。(1)提出了考虑解吸-扩散影响的煤岩渗流实验流程和评价方法,建立了直井、部分射孔井、压裂井、水平井、多分支水平井、分段压裂水平井、缝网压裂水平井等井型的煤层气藏三重介质渗流数学模型,分析了不同井型的井底压力响应特征和产量递减规律。研究结果表明:朗格缪尔参数、扩散系数、储容比影响裂隙系统径向流动阶段出现时间的早晚和产量递减的快慢。(2)求解了煤层气藏直井、部分射孔井、压裂井、水平井的边界元基本解,分析了不规则外边界、不规则内部不渗透块、不规则SRV复合区域对压力响应和产量递减规律的影响。研究结果表明:在面积相等前提下,不同形状的外边界可以用圆形边界近似代替;含有内部不渗透块时压力导数曲线略有上翘;SRV影响区域流度比、面积、形状、位置对压力响应特征和产量递减规律有影响。(3)编制的煤层气藏生产动态分析软件具有单井动态控制储量评价、原始产能评价、现今产能评价和产量预测等功能,解决了现场生产管理面临的煤层气井动态储量难预测,未来产量难预测的难题。综上所述,本文建立了一套煤层气藏三重介质复杂结构井渗流理论,探讨了煤层气藏压力响应和产量递减规律,研究结果对煤层气藏现场生产管理和高效开发,具有一定的理论指导意义。

余阳[6](2019)在《结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究》文中认为本文源自海洋工程领域中海上油气开发的前沿课题,以一种新型水下弱刚性系泊系统定位的载液FLNG为研究对象。本文主要通过数值方法,同时结合理论分析和水槽模型试验方法,对粘性数值波浪水槽、非线性液舱晃荡、非线性波浪与载液浮体运动耦合和考虑液舱晃荡影响的载液浮体与弱刚性系泊系统耦合等方面的研究内容系统性地开展了相关研究。首先,基于推板造波理论和摇板造波理论,使用重叠网格技术建立了粘性数值波浪水槽,其中使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数、网格尺寸对数值模型的数值精度和计算效率的影响;并对此数值模型分别嵌入层流模型或湍流模型(包括标准k-?湍流模型和k-?SST湍流模型)三种流体模型时进行了计算精度和计算效率的对比研究。通过数值计算结果与理论结果和试验结果的对比,验证了此粘性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。本研究不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,同时为使用本粘性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。然后,基于粘性流体动力学理论对液舱晃荡问题进行了研究,通过嵌入使用湍流模型并采用VOF方法捕捉自由液面,开发的数值模型能够正确模拟液舱非线性晃荡时发生的自由液面破碎、波浪翻卷、晃荡冲击以及粘性耗散等复杂的非线性行为。开展了二维矩形液舱和三维立方体液舱强迫晃荡的数值收敛性测试和网格独立性测试,作为数值计算的依据。分别对液舱晃荡时二维线性和非线性以及三维线性和非线性自由液面波浪运动、三维液舱晃荡局部作用压力和三维液舱晃荡整体作用力进行了数值模拟,并将计算结果与其他研究方法的数值计算结果和试验结果进行对比,验证了本文数值模型和求解方法的正确性。进一步应用本文开发的数值模型研究和分析了激励频率、激励幅值、载液率、激励方向等敏感性参数对液舱晃荡特性的影响。此外,分析了流体粘性、二维三自由度运动耦合以及三维六自由度运动耦合的晃荡特性。进一步,建立了载液浮体在波浪中六自由度运动的动力学模型,基于刚体动力学“传播法”开发求解程序对本动力学模型进行了求解。采用基于粘性流体理论建立的粘性数值波浪水槽和非线性液舱晃荡模型,并结合浮体动力学模型,使用重叠网格技术实现了浮体内外部流场同时基于粘性流体理论进行求解,并对液舱晃荡与浮体整体运动耦合进行了分析。通过双液舱载液矩形浮箱在波浪水槽中的水动力分析和双液舱载液LNG-FPSO在波浪水槽中的水动力分析,并与已发表的试验结果和其他数值方法求得的结果进行对比,充分验证本文数值方法的正确性,为后面开展载液浮体与水下弱刚性系泊系统多体耦合分析提供依据和奠定基础。最后,基于以上研究工作,仍然采用“传播法”开发求解程序求解了弱刚性系泊系统与载液FLNG构成的多体系统动力学模型。针对一艘简化的FLNG进一步开展了液舱晃荡与船体运动的耦合研究。考虑水下弱刚性系泊系统的耦合,同时采用水槽模型试验和本文的数值方法对迎浪条件下FLNG在不同载液条件下的系泊特性进行了分析,进一步验证了本文数值方法的正确性。接着采用本文的数值方法开展了横浪条件下系泊系统与载液浮体FLNG的耦合研究。并利用本文的数值方法继续分别开展了系泊系统结构参数敏感性分析(包括系泊腿刚度、水下压载舱重量、系泊腿长度、水下YOKE结构长度、两个系泊腿之间的夹角)和环境参数敏感性分析(包括波浪高度和波浪方向)。

陈扬[7](2019)在《平面钢闸门流固耦合振动特性及稳定性研究》文中认为水是生命之源,生态之基,生产之要。水利工程是我国的重要基础设施,随着国内外高坝水库的建设与发展,作为水利水电工程泄水建筑物调节咽喉的水工钢闸门正向着高水头、大孔口、大泄量的大型化和轻型化方向发展,其安全灵活地运行决定着整个枢纽工程和下游人民生命财产的安全。闸门是水工建筑物的重要组成部分之一,它是关闭孔口及调节孔口开度的活动结构,按照实际需要用以挡水、调节上下游水位和过闸流量。在水利工程中,闸门振动问题长久以来一直难以得到较好的解决。水工闸门的振动是绝大多数水工建筑物破坏的根本原因,由于其结构和工作条件的复杂性,使得其在工程运行中存在着诸多安全稳定性问题。本文根据实际工程中存在的问题,结合山东省临沂市临沭县凌山头水库溢洪闸工程,研究平面钢闸门在流固耦合作用下的自振特性和水流脉动荷载作用效果,研究方法采用理论分析和数值模拟相结合。主要研究内容如下:(1)根据有限元理论,采用有限元数值计算的方法对该闸门的动力特性进行计算研究,建立基本的运动方程,计算流场内的动压力以及流体与结构接触面上的动压力。同时对闸门结构进行离散化,有有限元法解算结构的特征值及特征向量,即闸门结构的自振频率和振型。(2)利用有限元分析软件ANSYS建立闸门与水体耦合的有限元模型,根据软件的计算分析闸门结构在有水和无水状态下,不同开度状态下的自振特性和振型,分析闸门在不同开度下自振特性的规律。同时模拟闸门受到水流冲击力时其门体特征发生的一系列变化,并得出相应结论。结果表明,随着闸门开启程度的不断增大,即闸门迎水面水位不断降低,闸门的各阶自振频率均随之增大,各阶振型也随之变化。闸门受水体冲击下的影响时,闸门的应力变化规律、弹性应变变化规律、总应变变化规律大致相似。(3)根据平面钢闸门振动特性,并总结前人研究经验,提出一系列防振措施与稳定性优化方案。根据工程实例,合理布置闸门结构减振器,从而避免或减轻因危害性振动而产生的闸门破坏。本文通过理论分析与有限元数值模拟,对比分析,提出了相应的优化方案,以提高水工闸门运行中的稳定性,供实际工程参考,以便设计出危害性振动较小的闸门。

张之阳[8](2019)在《点吸式波能转换装置动力学特性半解析方法研究》文中研究表明占地球表面积71%的海洋中存在波浪能,它以动能和位能的形式蕴藏于水体中,是一种分布广泛、储量丰富的海洋可再生能源。人类开发利用波浪能的活动由来已久,而进入本世纪以来,波浪能利用再一次成为全球范围的研究热点,逐渐形成了以振荡水柱、振荡浮子和越浪等为代表的三大类波浪能利用技术,以及相应的技术示范装备。点吸式波能转换装置(Point-Absorption Wave Energy Converter,PAWEC)属于振荡浮子式波能装置,由于它在海上布置的灵活性、浪向适应性以及能量转换高效性等方面的技术优势,已成为人们广泛关注的波浪能技术。但是,PAWEC在波浪中的运动特性和动力学特性非常复杂,这包括水动力学性能、波能转换特性以及它们之间的匹配,到目前为止,虽然PAWEC技术已有大量的研究,但还有很多基础性或机理性问题尚未很好地解决,需要深入研究,例如:PAWEC动力学特性时域半解析计算方法,时域中PAWEC水动力性能和非线性PTO(Power take off)系统匹配机理,不规则波下PAWEC动力学特性,月池浮子可能发生的共振机理等等。为此,本文以点吸式波能转换装置为对象,发展势流理论PAWEC动力学及其特性的基础性理论及实验研究,为PAWEC的技术发展奠定设计基础。针对点吸式波能转换装置(PAWEC)浮子捕获能量的水动力学问题,本文在势流理论频域和时域分析的框架下,结合振动理论建立波能浮子在波面上的振荡运动模型,基于特征函数展开和匹配(Eigenfunction Expansion-Matching,EEM)的势流理论,在频域中推导了浮子在线性波浪条件下的绕射问题和辐射问题,得到了作用于浮子的波浪载荷、附加质量和辐射阻尼等水动力系数频域半解析表达式;在此基础上采用脉冲响应函数(Impose response function,IRF)的频域转时域方法,获得了 PAWEC的水动力系数时域半解析表达式,由此建立了耦合时域运动控制方程;采用4阶龙格-库塔法(Runge-Kutta Methods,RKM),得到波能浮子的时域运动和波能转换特性,解决PAWEC动力学特性时域半解析解计算方法。在点吸式波能转换装置(PAWEC)时域分析中,对于单柱浮子点吸式波能转换装置PTO系统阻尼特性的影响机制问题,通常将PTO假设成为线性阻尼系统进行分析而忽略了非线性效应。考虑PAWEC中PTO系统的非线性特征,本文在时域求解中引入非线性PTO系统,研究点吸式波能转换非线性PTO系统的势流半解析求解方法。基于特征函数展开和匹配的势流理论频域解析解和脉冲响应函数的频域转时域数值解,建立非线性PTO耦合运动控制方程,通过迭代非线性PTO系统的特征参数求解运动控制方程,为PAWEC水动力性能和非线性PTO系统匹配提供了时域求解方法。此外,针对长峰不规则波下PAWEC动力学特性分析的问题,采用统计学中的波谱分析方法,选择ISSC波浪谱,基于特征函数展开和匹配的势流理论频域解析解和脉冲响应函数的频域转时域数值解,获得了 PAWEC瞬时运动响应和瞬时俘获宽度比,分析不规则波下PAWEC在不同有义波高和谱峰周期条件下的动力学特性。本论文从点吸式波能转换技术和装备发展的角度出发,应用月池平台结构在波浪中的聚波特性,提出基于月池浮子高效耦合波能吸收装置。从力学角度,月池浮子是一个波浪与月池平台和波能浮子相互耦合作用的水动力学问题,月池平台与波能浮子之间的相对运动、作用力以及能量传递是相互耦合的,甚至可能发生共振现象。这种复杂的耦合系统使得波能浮子的运动响应、载荷特性以及波能转换效率出现了新的不确定性,在学术上需要深入细致的研究和探索。本文结合双自由度振动理论,建立同轴双柱全系统耦合振荡运动模型,通过特征函数展开和匹配的势流理论频域分析和脉冲响应函数法时域分析,发展月池浮子波能装置动力学特性半解析解,分析月池浮子波能装置在波浪中的动力学特性。最后,基于频域和时域两方面研究并给出了月池浮子波能转换装置动力学特性的半解析理论方法,开展月池浮子波能转换装置实验模型的设计和动力学特性的水池试验,进一步研究月池浮子波能转换装置的动力学特性。为了探索月池浮子波能转换的机理特征,本实验分为两大部分:一是无月池的单个浮子试验,二是有月池的月池-浮子耦合试验,月池结构相对于大地是固定的。通过月池浮子波能装置的模型试验,对比分析和研究半解析理论方法的计算结果与水池实验的测量结果,研究月池浮子装置的波能转换特性以及共振特性,为改善月池浮子系统整体的性能奠定技术基础和科学依据。

邸琦琪[9](2018)在《船舶沉浮作业数值仿真及破损状态下的耐波性计算》文中提出本文围绕船舶沉浮作业过程中的浮态、稳性变化以及耐波性能等问题进行了探讨研究,提出了一套高效且准确的计算方法和流程。首先,文中研究了船舶压载管路重力进水流量计算方法。基于粘流理论,采用CFD商业软件分别建模并计算了模型和实船压载管路的流量,数值计算结果与实验结果稳合良好。随后,以一条沉浮作业实船为例,基于静水力学原理,采用MATLAB编程,计算了该船在沉浮作业过程中的浮态、稳性时历曲线。并讨论了意外事故情形下的安全性能。基于三维势流理论,计算了船舶沉浮作业过程中在三、四级海况下的耐波性能。为计算破损后船舶在波浪中的运动响应,基于势流理论分别对船体外部和破损舱内部流动进行处理,采用伯努利方程和CFD方法建模计算分别确定了舱口边界条件和流量系数,将三者流动结合,提出并建立了破损船舶在波浪中的时域运动模拟。应用三维势流方法计算船舶频域水动力系数,并通过脉冲响应函数法获得时延函数,为考虑舱内液体晃荡力采用时域边界元法计算求解舱内液体流动。以ITTC破损稳性标模PRR01为例,计算了进水船舶在规则波中的运动响应。研究表明,该方法合理地考虑了内部晃荡力的影响,得到了较为准确的船舶运动,计算结果与实验结果吻合良好。计算效率较高,为作业、破损进水船舶耐波性提供了一种快速有效的计算方法。

梁超[10](2017)在《高坝泄流诱发结构和场地振动机理和减振方法研究》文中研究指明随着我国水利枢纽建设的蓬勃发展,一大批高坝或超高坝投入运行或开始筹建,这些工程的共同特点是“水头高、流量大、泄洪功率大、河谷狭窄、地质条件复杂”,这使得泄洪诱发的振动问题非常突出。传统的研究主要考虑水工结构自身的振动安全,随着越来越多的大型水利水电枢纽投入运行,高坝泄洪诱发的地基和周边场地振动及其环境影响逐渐引起了工程界的重视。高坝泄流诱发结构和场地振动属于同一个不可分割的物理过程,即在水流荷载激励下,水工结构首先发生振动,然后振动经由地基传递至周边场地。在“水流荷载-水工结构-地基-周边场地”的耦合动力体系中,水流荷载激励下的水工结构振动是地基和场地振动的直接振源,而影响工业生产、居民人身安全和日常生活的场地振动则是上述耦合体系的动力响应。本文主要从高坝泄洪诱发的结构和场地振动两个方面入手,对其振动机理和减振措施进行了研究。首先归纳整理了国内外对于泄洪诱发结构和场地振动的研究进展,其次针对结构和场地振动分别涉及到的振动和波动问题介绍了目前常用的理论分析和模型试验方法。然后,重点研究了高坝泄流诱发非经典阻尼水工结构的振动特性及减振措施,高坝泄洪诱发坝体附属结构的“伴生”振动机理,基于乌东德拱坝水弹性模型试验提出了减振调度优化运行方案,并进行了高坝泄流诱发场地振动的结构放大特性与减振研究。取得以下研究成果:(1)高坝泄流诱发结构振动响应特性及减振研究。以多点激励结构动力方程为基础,由于阻尼矩阵的非正交性,利用复模态分解方法对动力方程进行解耦,然后在考虑耦合阻尼项的条件下,重新推导了传统的复多点反应谱方法(CMSRS)。改进的CMSRS方法对于不同空间位置荷载激励和不同结构响应模态之间相互影响的考虑更加全面,能够更加准确地计算具有复杂阻尼条件的水工结构动力响应,进而利用所提出的方法研究了耦合阻尼器的减振效果。(2)高坝泄洪诱发坝体附属结构的“伴生”振动机理研究。首先基于原型观测数据分析了泄洪过程中锦屏拱坝闸门振动随开度增加而减小的特殊现象。基于传统的被动吸振器理论和相关结构的干/湿模态数值分析,考虑更加复杂的荷载和阻尼条件,并将研究对象由传统的主体结构转化为附属结构,提出了一种简化的理论模型以分析主体结构上附属结构的动力响应。分析表明锦屏表孔闸门振动是由中孔闸门振动而产生的伴生振动,并解释了表孔闸门振动随开度增加而减小的原因。(3)高坝泄流诱发场地振动特性及调控减振研究。根据水力学及结构动力学相似条件,依据乌东德拱坝及水垫塘实际体型,设计并建造了水弹性模型,基于模型试验结果研究了表中孔敞泄和表孔局开泄洪的调度方式对水垫塘底部基岩和边坡振动的影响。综合试验结果,针对不同坝身泄流量范围,提出了泄流运行减振优化调度方案。(4)高坝泄流诱发场地振动的结构放大特性与减振研究。首先理论分析了场地振动的窄频带特点,并根据实测数据对理论分析进行了验证。然后应用基础隔振衰减结构的动力响应,由于场地振动的窄频带特点,不必考虑低频共振问题,有利于简化隔振器的设计。同时考虑隔振体系的非线性性质,通过改进的概率分析方法,对其进行了动力响应分析,并利用数值模型验证了所提出的改进方法。总之,高坝泄洪诱发的水工结构和地基场地振动是同一物理过程的不同阶段,地基和场地振动总是以水工结构振动为直接振源,对于场地振动的产生机理和减振方法的研究离不开对结构振动的深入分析,无论对水工结构还是周边场地进行振动衰减,都可以有效地衰减甚至避免不利的环境振动。本文所研究的水工结构和场地振动机理和减振措施,可以为泄洪振动问题的进一步研究和减振方法的合理选择提供参考和依据,具有较强的现实意义。

二、Hydraulics Management Model of Response Function Solved by Laplace Transform Boundary Element Method(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Hydraulics Management Model of Response Function Solved by Laplace Transform Boundary Element Method(论文提纲范文)

(1)频变粘弹性阻尼结构振动与声辐射优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 粘弹性阻尼材料模型的研究
        1.2.2 灵敏度分析的研究
        1.2.3 结构优化设计的研究
    1.3 本文研究内容
2 粘弹性阻尼模型与复模态分析
    2.1 引言
    2.2 粘弹性材料的特性
    2.3 阻尼模型
        2.3.1 瑞利阻尼模型
        2.3.2 非比例阻尼模型
        2.3.3 复变量粘弹性阻尼模型
    2.4 实模态与复模态分析
        2.4.1 实模态分析
        2.4.2 复模态分析
    2.5 基于ANSYS的板结构建模数值验证
        2.5.1 迭代阻尼模型算例验证
        2.5.2 建立粘弹性阻尼板模型
    2.6 小结
3 结构振动灵敏度分析
    3.1 引言
    3.2 结构振动固有频率灵敏度
    3.3 结构振动模态阻尼比灵敏度
    3.4 灵敏度分析算例
        3.4.1 建立圆柱壳阻尼模型
        3.4.2 结构振动固有频率灵敏度
        3.4.3 结构振动模态阻尼比灵敏度
    3.5 小结
4 粘弹性阻尼加筋板尺寸优化设计
    4.1 引言
    4.2 遗传算法
        4.2.1 遗传算法的特点
        4.2.2 遗传算法的关键参数
        4.2.3 遗传算法的基本步骤
    4.3 声学基本理论介绍
        4.3.1 声学基本物理量
        4.3.2 线性声波方程
        4.3.3 声学边界积分方程
        4.3.4 辐射声功率和辐射效率的计算
    4.4 模态复杂度参数
    4.5 加筋板优化设计算例
        4.5.1 建立优化模型与加筋板有限元模型
        4.5.2 加筋板边界元模型与灵敏度分析
        4.5.3 面板宽度的尺寸优化
        4.5.4 腹板高度的尺寸优化
        4.5.5 附加质量块的质量优化
        4.5.6 优化前后加筋板的模态变化情况
    4.6 小结
5 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(2)考虑桩土动力滑移的浮承桩纵向振动若干解析模型与解答(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究现状
        1.2.1 桩周土与桩完全接触的理论研究
        1.2.2 桩周土与桩非完全接触的理论研究
        1.2.3 桩周土与桩的数值研究
        1.2.4 桩底土-桩相互作用
    1.3 虚土桩法
    1.4 粘弹性本构模型
        1.4.1 Maxwell流体模型
        1.4.2 Kelvin固体模型
        1.4.3 分数导数粘性模型
    1.5 研究目的与研究工作
        1.5.1 本文主要研究目的
        1.5.2 本文主要研究工作
2 均质土中考虑桩土界面非完全粘结的单桩振动特性
    2.1 引言
    2.2 定解问题力学模型建立
        2.2.1 计算简图及基本假定
        2.2.2 定解问题
    2.3 定解问题求解
        2.3.1 土体振动方程求解
        2.3.2 桩身振动方程求解
    2.4 算例分析
        2.4.1 解析解答合理性验证
        2.4.2 桩顶动力阻抗影响因素分析
        2.4.3 桩顶动力响应影响因素分析
    2.5 结论
3 成层土中考虑桩土界面非完全粘结的单桩振动特性
    3.1 引言
    3.2 定解问题力学模型建立
        3.2.1 计算简图及基本假定
        3.2.2 定解问题
    3.3 求解定解问题
        3.3.1 虚土桩桩底土振动方程的求解
        3.3.2 虚土桩桩身振动方程求解
        3.3.3 实体桩桩周土振动方程求解
        3.3.4 实体桩桩身振动方程求解
    3.4 算例分析
        3.4.1 成层性对桩顶动力阻抗影响因素分析
        3.4.2 缺陷桩桩顶动力阻抗影响因素分析
        3.4.3 桩顶动力响应影响因素分析
    3.5 结论
4 在均质土中使用两种桩周土动力模型对比
    4.1 引言
    4.2 均质地基中平面应变模型理论解
        4.2.1 计算简图及基本假定
        4.2.2 定解问题
        4.2.3 土体振动方程求解
        4.2.4 桩身振动方程求解
    4.3 均质地基中平面应变理论解与本文解对比
        4.3.1 在均质地基中两模型动力阻抗曲线对比分析
        4.3.2 在均质地基中两模型动力响应曲线影响比较
    4.4 结论
5 在成层土中使用两种桩周土动力模型对比
    5.1 引言
    5.2 定解问题建立与求解
    5.3 成层地基中平面应变理论解与本文解对比
        5.3.1 在成层地基中两模型动力阻抗曲线对比分析
        5.3.2 在成层地基中两模型动力响应曲线对比分析
    5.4 结论
6 结论与展望
    6.1 本文结论
    6.2 下一步工作的设想
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(3)地铁运营引起的地基振动及填充沟隔振2.5维有限元研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 地表移动荷载引起的地基振动
        1.2.2 地下移动荷载引起的地基振动
        1.2.3 地基振动的减振措施研究
        1.2.4 隧道断面形状影响研究
    1.3 以往研究中存在的主要问题
    1.4 本文主要内容
第2章 填充沟对地铁运营引起地基振动隔振效果研究
    2.1 前言
    2.2 数值模型与求解
        2.2.1 浮置板轨道
        2.2.2 浮置板轨道控制方程
        2.2.3 弹性地基的2.5维有限元理论推导
        2.2.4 地铁列车荷载频域波数域表达
        2.2.5 隧道衬砌-地基动力相互作用
    2.3 模型验证
    2.4 数值分析
        2.4.1 填充沟沟深的影响
        2.4.2 隧道埋深的影响
        2.4.3 填充沟宽度的影响
        2.4.4 填充沟距轨道中心水平距离的影响
    2.5 本章小结
第3章 基于PML边界的2.5维有限元研究
    3.1 引言
    3.2 PML边界理论简介
        3.2.1 PML边界简介
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 PML域2.5维有限元推导
    3.3 衰减函数的选取
    3.4 算例分析
        3.4.1 移动常荷载频域位移响应
        3.4.2 移动简谐荷载频域位移响应
        3.4.3 移动常荷载时域位移响应
    3.5 本章小结
第4章 不同断面形状条件下的隧道动力响应分析
    4.1 前言
    4.2 2.5D有限元模型的建立
        4.2.1 材料和几何特性
        4.2.2 2.5有限元公式推导
    4.3 算例分析
        4.3.1 模型验证
        4.3.2 算例分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文的主要结论
    5.2 进一步工作建议
参考文献
作者简历
作者攻读硕士学位期间学术成果

(4)复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 问题提出与研究意义
    1.2 国内外相关研究进展
        1.2.1 地震波散射问题的算法综述
        1.2.2 单相介质地震波散射研究
        1.2.3 饱和介质动力相互作用研究
        1.2.4 饱和介质地震波散射研究
    1.3 本文主要研究思路
2 各向同性层状地基中马蹄形孔洞的散射分析
    2.1 引言
    2.2 地下结构地震响应分析的基本模型
    2.3 层状地基的动力刚度
        2.3.0 基本方程
        2.3.1 边界条件
        2.3.2 精细积分算法
        2.3.3 内部点格林函数
        2.3.4 动力刚度
    2.4 自由场的波动响应
    2.5 验证性数值算例
        2.5.1 单元尺寸敏感性分析
        2.5.2 圆柱形孔洞对SV波的散射
        2.5.3 浅埋管道的波动响应
        2.5.4 沉积河谷对平面波的散射
    2.6 马蹄形孔洞的散射场分析
        2.6.1 层间阻抗比的影响
        2.6.2 埋置深度的影响
        2.6.3 土层厚度的影响
        2.6.4 椭圆形夹杂的影响
        2.6.5 褶皱场地的影响
    2.7 本章小结
3 横观各向同性层状地基中复杂衬砌的地震响应
    3.1 引言
    3.2 层状地基的动力刚度
    3.3 自由场的波动响应
    3.4 验证性数值算例
        3.4.1 横观各向同性地基的格林函数
        3.4.2 层状地基中埋置冲击荷载的时程响应
        3.4.3 浅埋隧洞的动应力集中系数
        3.4.5 层状地基中椭圆形沉积河谷的散射场
    3.5 横观各向同性层状地基中复杂衬砌结构的地震响应
        3.5.1 各向异性对复杂衬砌结构动力响应的影响
        3.5.2 地表风化层对复杂衬砌结构动力响应的影响
        3.5.3 复杂衬砌形式对动力响应的影响
    3.6 本章小结
4 各向同性饱和层状地基的动力响应
    4.1 引言
    4.2 状态空间方程
    4.3 应力-位移关系求解
        4.3.1 边界条件
        4.3.2 精细积分算法
        4.3.3 内部点的格林函数
        4.3.4 动力刚度
    4.4 数值算例
        4.4.1 饱和均质半空间中均布埋置荷载的动力响应
        4.4.2 饱和均质半空间地表刚性基础的动力刚度
        4.4.3 饱和成层半空间地表刚性基础的动力刚度
        4.4.4 孔隙率对饱和层状地基动力刚度的影响
        4.4.5 耗散系数对饱和层状地基动力刚度的影响
    4.5 本章小结
5 横观各向同性饱和层状地基的动力响应
    5.1 引言
    5.2 基本方程
    5.3 应力-位移关系求解
        5.3.1 精细积分算法
        5.3.2 波数域中的格林函数
        5.3.3 频域-空间域中的格林函数
    5.4 数值算例
        5.4.1 饱和层状地基均布埋置荷载的位移响应
        5.4.2 横观各向同性层状地基地表荷载的位移响应
        5.4.3 横观各向同性饱和均质地基埋置荷载的动力响应
        5.4.4 各向异性对条带基础动力刚度的影响
        5.4.5 排水条件对条带基础动力刚度的影响
        5.4.6 土层厚度对条带基础动力刚度的影响
    5.5 本章小结
6 下卧饱和土层单相层状地基中埋置基础的动力刚度
    6.1 引言
    6.2 埋置基础的动力刚度
        6.2.1 弹性土层和饱和土层的合并
        6.2.2 埋置基础的动力刚度
    6.3 数值算例
        6.3.1 均质半空间中矩形条带基础的动力刚度
        6.3.2 基础埋深对矩形基础动力刚度的影响
        6.3.3 孔隙流体对矩形基础动力刚度的影响
        6.3.4 Biot压缩性系数α的影响分析
        6.3.5 Biot压缩性系数M的影响分析
        6.3.6 截面形状对埋置基础动力刚度的影响
    6.4 本章小结
7 下卧饱和土层单相层状地基中复杂衬砌结构的地震响应
    7.1 引言
    7.2 下卧饱和层状半空间弹性土层中的波动响应
        7.2.1 基本方程
        7.2.2 饱和层状地基中波动传播
        7.2.3 单相土层和饱和土层交界面处的波动传播
        7.2.4 下卧饱和层状半空间单相土层中的波动响应
    7.3 数值算例
        7.3.1 SV波入射时地表时程响应
        7.3.2 子结构法求解自由场的波动响应
        7.3.3 复杂衬砌结构的地震响应
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 本文工作总结
    8.2 创新点摘要
    8.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(5)煤层气藏复杂结构井三重介质渗流理论研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤层气渗流理论研究现状
        1.2.2 复杂结构井渗流国内外研究现状
        1.2.3 不规则内外边界和体积压裂影响区域渗流国内外研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
    1.4 完成的主要研究工作
    1.5 本论文的主要创新点
第2章 气体在煤岩基岩、割理、裂缝中的流动特征
    2.1 煤岩的微观孔隙结构特征
        2.1.1 煤岩的孔隙结构特征
        2.1.2 煤岩的割理和裂缝系统
        2.1.3 煤岩的孔隙度和渗透率特征
    2.2 考虑解吸-扩散影响的煤层气渗流实验
        2.2.1 煤层气渗流实验装置及实验流程
        2.2.2 煤层气渗流实验结果分析
    2.3 气体在煤岩基质中的解吸和扩散过程数学描述
        2.3.1 煤岩的解吸和扩散特征
        2.3.2 煤岩扩散数学模型
    2.4 气体在煤岩裂缝中的渗流过程数学描述
    2.5 本章小结
第3章 均质煤层气藏直井渗流规律研究
    3.1 煤层气常规直井渗流规律研究
        3.1.1 煤层气藏直井瞬时点源基本解
        3.1.2 煤层气常规直井井底压力响应特征
        3.1.3 煤层气常规直井产量递减特征
    3.2 煤层气部分射孔井渗流规律研究
        3.2.1 煤层气部分射孔井井底压力响应数学模型
        3.2.2 煤层气部分射孔井井底压力响应特征
        3.2.3 煤层气部分射孔井产量递减特征
    3.3 煤层气压裂井渗流规律研究
        3.3.1 煤层气压裂井井底压力响应数学模型
        3.3.2 煤层气藏压裂井井底压力响应特征
    3.4 煤层气压裂井产量递减特征
    3.5 本章小结
第4章 均质煤层气藏水平井渗流规律研究
    4.1 煤层气藏水平井渗流规律研究
        4.1.1 煤层气藏水平井井底无因次压力响应函数
        4.1.2 煤层气藏水平井压力响应特征
        4.1.3 煤层气水平井产量递减特征
    4.2 煤层气分支水平井渗流规律研究
        4.2.1 煤层气分支水平井井底压力响应数学模型
        4.2.2 煤层气分支水平井井底压力响应特征
        4.2.3 煤层气分支水平井产量递减特征
    4.3 煤层气分段压裂水平井渗流规律研究
        4.3.1 煤层气分段压裂水平井井底压力响应数学模型
        4.3.2 煤层气分段压裂水平井井底压力响应特征
        4.3.3 煤层气分段压裂水平井产量递减特征
    4.4 煤层气网缝压裂水平井渗流规律研究
        4.4.1 煤层气网缝压裂水平井井底压力响应数学模型
        4.4.2 煤层气网缝压裂水平井井底压力响应特征
    4.5 本章小结
第5章 考虑不规则边界和体积网缝压裂影响的煤层气藏渗流理论
    5.1 考虑不规则边界影响的煤层气藏边界元渗流理论
    5.2 考虑不规则边界影响的煤层气藏井底响应数学模型
        5.2.1 考虑不规则边界影响的煤层气藏边界元基本解
        5.2.2 考虑不规则边界影响的煤层气藏井底压力响应特征
        5.2.3 考虑不规则边界影响的煤层气藏产量递减规律
    5.3 考虑体积网缝压裂影响的复合煤层气藏井底响应数学模型
        5.3.1 考虑体积网缝压裂影响的复合煤层气藏边界元理论
        5.3.2 考虑体积网缝压裂影响的复合煤层气藏井底压力响应数学模型
        5.3.3 考虑体积网缝压裂影响的复合煤层气藏井底压力响应特征
        5.3.4 考虑体积网缝压裂影响的复合煤层气藏产量递减规律
    5.4 本章小结
第6章 煤层气渗流理论现场应用
    6.1 煤层气藏生产动态评价软件
    6.2 生产动态分析软件在现场中的应用
        6.2.1 区域地质概况
        6.2.2 单井生产动态拟合与开发效果评价
    6.3 本章小结
结论与建议
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果

(6)结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
    1.1 论文选题背景和意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 课题来源
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 FLNG系统的组成
        1.2.2 系泊系统的分类
        1.2.3 软刚臂系泊系统的发展和应用
        1.2.4 数值波浪水槽研究与进展
        1.2.5 液舱晃荡研究与进展
        1.2.6 液舱晃荡与浮体运动耦合研究与进展
        1.2.7 载液浮体与系泊系统耦合研究与进展
    1.3 本论文的研究内容
第2章 粘性数值波浪水槽研究
    2.1 概述
    2.2 数值分析基本方法及理论
        2.2.1 试验造波理论
        2.2.2 重叠网格基本理论
        2.2.3 粘性波浪数值水槽的控制方程
        2.2.4 湍流模型的引入
        2.2.5 主动消波方法
        2.2.6 边界条件
        2.2.7 自由液面的捕捉
        2.2.8 有限体积法
        2.2.9 方程组的求解
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 收敛性测试
        2.3.2 网格独立性测试
        2.3.3 引入流体模型的对比分析
        2.3.4 摇板造波
        2.3.5 有限振幅波
        2.3.6 三维造波
    2.4 本章小结
第3章 非线性液舱晃荡数值模拟研究
    3.1 液舱晃荡基本理论
        3.1.1 模态分析
        3.1.2 任意激励下的线性强迫晃荡
        3.1.3 单自由度线性强迫晃荡
        3.1.4 非线性强迫晃荡
    3.2 矩形液舱非线性晃荡特性研究
        3.2.1 数值收敛性和网格独立性测试
        3.2.2 二维液舱晃荡自由液面运动验证
        3.2.3 三维液舱晃荡自由液面运动验证
        3.2.4 三维液舱晃荡局部作用压力验证
        3.2.5 三维液舱晃荡整体作用力验证
        3.2.6 不同激励频率下液舱晃荡特性
        3.2.7 不同激励幅值下液舱晃荡特性
        3.2.8 不同载液率下液舱晃荡特性
        3.2.9 不同激励方向下液舱晃荡特性
        3.2.10 二维三自由度耦合激励下液舱晃荡特性
        3.2.11 三维六自由度耦合激励下液舱晃荡特性
    3.3 本章小结
第4章 非线性波浪与载液浮体运动耦合研究
    4.1 载液浮体的动力学模型
        4.1.1 坐标系定义和坐标转换
        4.1.2 建立动力学方程
    4.2 动力学模型的求解
        4.2.1 多刚体铰接动力学模型
        4.2.2 求解算法基本思想
    4.3 动力学模型的验证
        4.3.1 双液舱载液矩形浮箱在波浪水槽中的水动力分析与验证
        4.3.2 双液舱载液船体在波浪水槽中的水动力分析与验证
    4.4 本章小结
第5章 载液浮体与弱刚性系泊耦合研究
    5.1 水下弱刚性系泊系统方案
        5.1.1 FLNG载液浮体
        5.1.2 水下弱刚性系泊系统
    5.2 FLNG载液浮体水动力特性分析
        5.2.1 基本计算参数
        5.2.2 迎浪条件下FLNG与液舱晃荡的耦合研究
        5.2.3 横浪条件下载液浮体与液舱晃荡的耦合研究
    5.3 迎浪条件下载液FLNG与弱刚性系泊系统的耦合研究
        5.3.1 水槽模型试验基本理论
        5.3.2 水槽模型试验方法与设置
        5.3.3 结果与讨论
    5.4 横浪条件下载液FLNG与弱刚性系泊系统的耦合研究
        5.4.1 网格分析
        5.4.2 横浪下FLNG载液浮体与弱刚性系泊耦合研究
    5.5 系泊系统参数敏感性分析
        5.5.1 系泊腿刚度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.2 压载舱惯性对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.3 系泊腿长度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.4 YOKE结构长度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.5 系泊腿夹角对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.6 水下弱刚性系泊对入射波高的敏感性分析
        5.5.7 水下弱刚性系泊对入射波浪方向的敏感性分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集

(7)平面钢闸门流固耦合振动特性及稳定性研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 前言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 闸门振动破坏实例
        1.2.2 闸门流激振动研究现状
        1.2.3 水工闸门振动激励机理研究现状
    1.3 论文研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
        1.3.4 研究创新点
2 材料与方法
    2.1 工程背景
    2.2 基本原理
        2.2.1 流固耦合问题数值分析方法
        2.2.2 流固耦合振动与平面闸门有限元分析
        2.2.3 有限元法分析步骤
        2.2.4 有限元法优点
        2.2.5 影响因子
        2.2.6 流固耦合基本原理
    2.3 运动方程建立
        2.3.1 流体动压力计算
        2.3.2 流体—结构耦合面上的动压力计算
        2.3.3 等效节点荷载
        2.3.4 单元刚度矩阵
    2.4 闸门流固耦合振动方程
    2.5 特征值和特征向量求解方法
        2.5.1 子空间迭代法
        2.5.2 Lanczos 算法
    2.6 平面钢闸门有限元分析
    2.7 闸门流固耦合分析有限元模型
        2.7.1 ANSYS数值模拟软件介绍
        2.7.2 ANSYS软件特点
    2.8 平面钢闸门有限元模型建立
        2.8.1 闸门实体建模及其有限元模型
        2.8.2 水体有限元模型
        2.8.3 有限元模型模型物理参数
        2.8.4 有限元模型离散化
        2.8.5 边界条件及约束处理
    2.9 本章小结
3 结果与分析
    3.1 平面钢闸门结构自振特性分析
        3.1.1 干模态分析
        3.1.2 流固耦合对平面钢闸门自振频率的影响(湿模态分析)
        3.1.3 闸门自重分析
    3.2 平面钢闸门结构受水流脉动荷载计算结果及分析
        3.2.1 闸门位移及应力分析
        3.2.2 闸门应变分析
    3.3 本章小结
4 讨论
    4.1 闸门防振措施
    4.2 闸门稳定性优化方案
    4.3 预期展望
    4.4 本章小结
5 结论
    5.1 归纳总结
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间发表论文情况

(8)点吸式波能转换装置动力学特性半解析方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 点吸式波能装置(PAWEC)技术现状
        1.2.1 深水PAWEC技术现状
        1.2.2 阵列PAWEC技术现状
        1.2.3 平台PAWEC技术现状
    1.3 浮体水动力性能半解析方法研究现状
    1.4 研究现状小结及存在的问题
    1.5 论文主要工作
    1.6 论文创新点
第2章 势流理论与波能转换半解析解理论
    2.1 势流理论基本方程
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 边界条件
    2.2 频域中波浪与浮体相互作用问题
        2.2.1 定解条件
        2.2.2 入射波在柱坐标系下的频域解析表达式
        2.2.3 波浪力、附加质量和辐射阻尼
        2.2.4 频域运动方程
    2.3 圆柱坐标系下势流频域半解析解
        2.3.1 拉普拉斯方程的基本解
        2.3.2 典型流域中速度势通解
    2.4 脉冲响应函数法的频域转时域理论基础
        2.4.1 时域运动方程
        2.4.2 频域和时域中的水动力系数及其转换关系
        2.4.3 时域运动方程的求解-龙格库塔法
        2.4.4 不规则波的引入
    2.5 点吸式波能转换理论
        2.5.1 线性和非线性PTO系统的数学模型
        2.5.2 波能转换系统的频域和时域运动方程
        2.5.3 瞬时功率和平均功率
        2.5.4 俘获宽度比
    2.6 小结
第3章 单柱浮子动力学特性半解析研究
    3.1 单柱浮子频域动力学特性解析解
        3.1.1 单柱浮子水动力问题的描述
        3.1.2 单柱浮子波浪激励力解析解
        3.1.3 单柱浮子附加质量和辐射阻尼解析解
        3.1.4 单柱浮子频域运动响应表达式
        3.1.5 单柱浮子俘获宽度比表达式
    3.2 单柱浮子时域动力学特性半解析解
        3.2.1 单柱浮子瞬时运动方程
        3.2.2 单柱浮子瞬时俘获宽度比
    3.3 单柱浮子频域动力学特性分析
        3.3.1 单柱浮子波浪激励力
        3.3.2 单柱浮子附加质量和辐射阻尼
        3.3.3 单柱浮子频域运动响应
        3.3.4 单柱浮子俘获宽度比
    3.4 单柱浮子时域动力学特性分析
        3.4.1 单柱浮子瞬时运动响应
        3.4.2 单柱浮子瞬时俘获宽度比
        3.4.3 不规则波下单柱浮子瞬时运动响应和俘获宽度比
    3.5 小结
第4章 标枪浮子动力学特性半解析解研究
    4.1 标枪浮子频域动力学特性半解析解
        4.1.1 标枪浮子水动力问题描述
        4.1.2 标枪浮子波浪激励力半解析解
        4.1.3 标枪浮子附加质量和辐射阻尼半解析解
    4.2 标枪浮子频域动力学特性分析
        4.2.1 标枪浮子波浪力
        4.2.2 标枪浮子附加质量和辐射阻尼
        4.2.3 标枪浮子频域运动响应
        4.2.4 标枪浮子俘获宽度比
    4.3 标枪浮子时域动力学特性分析
        4.3.1 标枪浮子瞬时运动响应
        4.3.2 标枪浮子瞬时俘获宽度比
        4.3.3 不规则波下标枪浮子瞬时运动响应和俘获宽度比
    4.4 小结
第5章 阵列浮子动力学特性半解析解研究
    5.1 阵列浮子频域动力学特性解析解
        5.1.1 阵列浮子水动力问题描述
        5.1.2 阵列浮子波浪力解析解
        5.1.3 阵列浮子附加质量和辐射阻尼解析解
        5.1.4 阵列浮子频域运动响应表达式
        5.1.5 阵列浮子俘获宽度比表达式
    5.2 阵列浮子时域动力学特性半解析解
        5.2.1 阵列浮子瞬时运动方程
        5.2.2 阵列浮子瞬时俘获宽度比
    5.3 阵列浮子频域动力学特性分析
        5.3.1 阵列浮子波浪力
        5.3.2 阵列浮子附加质量和辐射阻尼
        5.3.3 阵列浮子频域运动响应
        5.3.4 阵列浮子俘获宽度比
        5.3.5 阵列浮子布局对俘获宽度比的影响
    5.4 阵列浮子时域动力学特性分析
        5.4.1 阵列浮子瞬时运动响应
        5.4.2 阵列浮子瞬时俘获宽度比
        5.4.3 不规则波下阵列浮子时域运动响应和瞬时俘获宽度比
    5.5 小结
第6章 月池浮子动力学特性半解析解研究
    6.1 月池浮子频域动力学特性半解析解研究
        6.1.1 月池浮子波能装置及水动力问题描述
        6.1.2 月池浮子波浪力半解析解
        6.1.3 月池浮子附加质量和辐射阻尼半解析解
        6.1.4 月池浮子频域运动响应表达式
        6.1.5 月池浮子俘获宽度比表达式
    6.2 月池浮子时域动力学特性半解析解研究
        6.2.1 月池浮子瞬时运动方程
        6.2.2 月池浮子瞬时俘获宽度比
    6.3 月池浮子频域动力学特性分析
        6.3.1 月池浮子波浪载荷
        6.3.2 月池浮子附加质量和辐射阻尼
        6.3.3 月池浮子频域运动响应
        6.3.4 月池浮子俘获宽度比
    6.4 月池浮子时域动力学特性分析
        6.4.1 月池浮子瞬时运动响应
        6.4.2 月池浮子瞬时俘获宽度比
        6.4.3 不规则波下月池浮子瞬时运动响应及俘获宽度比
    6.5 小结
第7章 月池浮子波能转换装置模型设计和试验研究
    7.1 相似准则
    7.2 试验模型及设备
        7.2.1 内部浮子
        7.2.2 外部月池
        7.2.3 发电机(PTO)
        7.2.4 主要设备
    7.3 单个浮子水池试验
        7.3.1 确定最优阻尼
        7.3.2 运动响应和输出功率
    7.4 月池浮子水池试验
        7.4.1 自由衰减试验
        7.4.2 最优阻尼
        7.4.3 运动响应和输出功率
        7.4.4 时历曲线
    7.5 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢

(9)船舶沉浮作业数值仿真及破损状态下的耐波性计算(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 船舶沉浮作业稳性研究及破损状态下的耐波性研究综述
        1.2.1 船舶沉浮作业稳性研究
        1.2.2 破损状态下船舶耐波性的研究
    1.3 本文主要工作和创新点
        1.3.1 本文主要工作
        1.3.2 本文主要创新点
第二章 压载管系重力浸水流量计算方法研究
    2.1 引言
    2.2 管道流量系数计算理论介绍
        2.2.1 管道流场的控制方程和湍流模式
        2.2.2 管道进水通路计算模型和网格
        2.2.3 管道进水通路流量系数计算方法
    2.3 管道流量系数计算与实验验证
        2.3.1 管道流量系数实验模型
        2.3.2 计算模型
        2.3.3 数值模拟计算结果与实验数据对比
        2.3.4 对比结果
    2.4 管道流量系数初步计算结果
    2.5 结果分析
    2.6 本章小结
第三章 沉浮作业浮态、稳性变化数值仿真
    3.1 船型及主要参数
    3.2 计算原理和研究方法
        3.2.1 液舱进水基本计算模型
        3.2.2 沉浮作业过程中的船体浮态平衡方程
        3.2.3 沉浮作业过程模拟计算方法
        3.2.4 特殊舱进水后的处理
    3.3 沉浮过程的模拟计算和研究分析
    3.4 本章小结
第四章 沉浮作业船在三、四级海况下的耐波性能
    4.1 引言
    4.2 风浪中沉浮作业船舶响应动力特性分析与计算基本原理
        4.2.1 风浪中船舶沉浮作业时的运动数学模型
        4.2.2 船舶运动计算的说明
        4.2.3 水动力计算船体模型与网格
    4.3 舰船沉浮作业时的运动响应
        4.3.1 计算状态和相关参数
        4.3.2 运动响应计算结果
    4.4 本章小结
第五章 基于势流理论的破损船舶运动计算
    5.1 引言
        5.1.1 完整船舶运动方程
        5.1.2 脉冲响应函数法
        5.1.3 破损舱段内部液体运动的模拟及破口处的处理
    5.2 破损船舶波浪中运动响应计算流程
    5.3 破损船舶运动响应数值计算结果与分析
        5.3.1 模型船舶介绍
        5.3.2 完整状态下的自由横摇衰减运动
        5.3.3 舱室开口处的流量系数计算
        5.3.4 破损状态下的自由横摇衰减运动
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(10)高坝泄流诱发结构和场地振动机理和减振方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 问题的提出
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 泄流诱发振动机理研究进展
        1.2.2 高坝泄流诱发场地振动的振源
        1.2.3 场地振动的传播
        1.2.4 结构减振方法
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 高坝泄流诱发结构和场地振动分析的理论方法
    2.1 结构振动响应的分析理论和方法
        2.1.1 确定性分析方法
        2.1.2 随机性分析方法
    2.2 场地振动响应的分析理论和方法
        2.2.1 波函数展开法
        2.2.2 有限元方法
    2.3 模型试验理论和方法
        2.3.1 水跃区脉动压强相似性原理
        2.3.2 缝隙中水流脉动压强的相似性原理
    2.4 本章小结
第三章 高坝泄流诱发结构振动响应特性及减振研究
    3.1 高坝泄流激励下结构动力响应分析的反应谱方法
    3.2 水工结构耦合阻尼在振动基本方程中的表现形式
    3.3 考虑耦合阻尼的复模态叠加法
    3.4 高坝泄流激励下复杂阻尼体系的稳态均方响应
    3.5 空间变异激励下耦合阻尼器的减振效果分析
    3.6 本章小结
第四章 高坝泄流诱发坝体附属结构的“伴生”振动机理研究
    4.1 闸门群的“伴生”振动现象
        4.1.1 原型观测工况
        4.1.2 中孔闸门振动
        4.1.3 表孔闸门群的“伴生”振动现象
        4.1.4 “伴生”振动机理的初步解释
    4.2 坝体附属结构“伴生”振动的理论分析
        4.2.1 附属结构“伴生”振动的动力学模型
        4.2.2 不考虑P2 荷载条件下动力学模型的参数敏感性分析
        4.2.3 考虑P2 荷载条件下动力学模型的参数敏感性分析
    4.3 相关结构的数值模型分析
    4.4 不同开度条件下表孔闸门振动原因及机制
    4.5 本章小结
第五章 高坝泄流诱发场地振动特性及调控减振研究
    5.1 乌东德水电站工程概况
    5.2 水弹性模型试验准备
        5.2.1 相似条件
        5.2.2 模拟范围选取
        5.2.3 模型制作
        5.2.4 测试系统
        5.2.5 试验工况
    5.3 高坝泄流诱发场地振动情况规律性分析
        5.3.1 时域分析
        5.3.2 频域分析
    5.4 高坝泄流诱发场地振动调度减振方法研究
        5.4.1 时域分析
        5.4.2 频域分析
        5.4.3 高拱坝泄流诱发场地振动减振调度优化方案
    5.5 本章小结
第六章 高坝泄流诱发场地振动的结构放大特性与减振研究
    6.1 动力学减振设施在结构振动控制中的应用
    6.2 向家坝水电站场地振动原型观测和理论分析
        6.2.1 向家坝水电站场地振动原型观测
        6.2.2 原型观测结果的理论分析
    6.3 基底隔振在场地振动激励下的应用及动力响应分析
    6.4 场地振动荷载下非线性隔振体系动力分析的状态空间分裂法
    6.5 场地振动荷载下非线性隔振体系动力响应的概率解
    6.6 数值算例
    6.7 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 本文主要结论
    7.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢

四、Hydraulics Management Model of Response Function Solved by Laplace Transform Boundary Element Method(论文参考文献)

  • [1]频变粘弹性阻尼结构振动与声辐射优化设计[D]. 魏博. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]考虑桩土动力滑移的浮承桩纵向振动若干解析模型与解答[D]. 姚怡亦. 大连海事大学, 2020(01)
  • [3]地铁运营引起的地基振动及填充沟隔振2.5维有限元研究[D]. 江乾明. 浙江大学, 2020(02)
  • [4]复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究[D]. 李志远. 大连理工大学, 2019(01)
  • [5]煤层气藏复杂结构井三重介质渗流理论研究[D]. 李明军. 成都理工大学, 2019(02)
  • [6]结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究[D]. 余阳. 中国石油大学(北京), 2019(01)
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拉普拉斯变换边界元法求解响应函数的水力学管理模型
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