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滑坡过程数值模拟的三维距离势离散元法

中国矿业大学学报 2020年第6期49卷 1094-1100页

作者：毛佳赵兰浩刘勋楠邵琳玉河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

根据滑坡问题的普遍性与重要性,探讨了三维情况下滑坡体的运动路径及堆积范围等问题,提出了用于模拟滑坡体运动的三维距离势函数离散单元法.新方法利用任意形状多面体的最大内切球半径得到无量纲化的距离势函数,在此基础上推导出块体间... 详细信息

根据滑坡问题的普遍性与重要性,探讨了三维情况下滑坡体的运动路径及堆积范围等问题,提出了用于模拟滑坡体运动的三维距离势函数离散单元法.新方法利用任意形状多面体的最大内切球半径得到无量纲化的距离势函数,在此基础上推导出块体间法向及切向接触力的计算式.为验证算法的正确性,模拟了含节理边坡的倾倒、滑块的动力响应两个经典算例,计算结果与解析解、数值解吻合度高,说明新算法能够准确描述块体间及整体复杂的力学性质.最终,将该方法应用于唐家山滑坡运动的模拟,结果表明新算法能够模拟实际滑坡运动及反应其堆积特性.

关键词：滑坡运动路径堆积范围离散单元法距离势函数

不同地形条件下高速远程滑坡运动学与动力学过程研究

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不同地形条件下高速远程滑坡运动学与动力学过程研究

作者：张恩铭西南交通大学

学位级别：硕士

高速远程滑坡运动速度快、滑动距离长、体量极大。与一般滑坡灾害相比,高速远程滑坡的发生频率较低,但其致灾范围和破坏力往往更加巨大。滑坡运动过程中始终受到运动路径天然复杂性的影响,使得滑体运动距离及堆积形式难以预测;再加之滑... 详细信息

高速远程滑坡运动速度快、滑动距离长、体量极大。与一般滑坡灾害相比,高速远程滑坡的发生频率较低,但其致灾范围和破坏力往往更加巨大。滑坡运动过程中始终受到运动路径天然复杂性的影响,使得滑体运动距离及堆积形式难以预测;再加之滑体与复杂运动路径之间相互作用,内部岩块不断地发生破碎,这种碎屑化过程使得高速远程滑坡具有超强的流动性,这无疑显著增强了高速远程滑坡的危险性和不确定性。然而目前对于滑坡运动路径的研究尚处于起步阶段,当前的研究成果较为零散,考虑地形因素影响的滑体破碎过程更是少之又少。本文结合室内物理力学实验、室内斜槽实验和离散元数值模拟,深入讨论了不同形式的地形条件对高速远程滑坡运动学和动力学过程的影响机制,为防灾减灾工作提供科学依据。本文主要取得以下结论:(1)滑体在复杂地形中运动时产生的破碎主要由三部分组成:滑块飞出坡脚与地面碰撞时产生的破碎、滑块与地形或山体碰撞时产生的破碎以及块体之间相互碰撞产生的破碎。滑体运动速度和破碎程度均呈现出明显的分层现象,越靠近上层前部的块体速度最大,越靠近底层后部的块体速度最小;堆积体呈现出反粒序现象,上部块体仅棱角处产生破碎,地形因素不会改变堆积体的层序保留现象,块体依旧以活塞流形式运动,各层位之间并未产生大面积混合。河谷宽度会显著影响滑体的堆积特征、运动距离和破碎程度,河谷宽度越大,标准化质心高度D、标准化最远爬高距离D和标准化爬高展布面积A的值就越小;河谷宽度与块体的相对破碎率呈负相关。(2)滑体的运动距离和速度变化特征受对岸山体坡度影响。对岸山体坡度过高会显著降低滑体的爬坡能力,导致标准化最远爬高距离D和标准化爬高展布面积A降低;另外,坡度增加会导致标准化最远运动距离D和标准化质心运动距离D降低,同时使得标准化质心高度D增加;滑体的运动速度受对岸山体坡度影响,其中前部块体的速度对坡度变化最为敏感,坡度越大,速度降幅越大,后部块体在撞击瞬间减速最为明显,降幅约为64%。滑体与对岸山体坡脚处的冲击破碎行为最显著,坡度越大,坡脚处所受冲击力越大;另外,滑体破碎程度主要受两方面因素影响,一是滑体直接冲击地形,地形起伏程度越大,滑体破碎程度越高;二是长距离运动过程中滑体内部各部分块体之间相互碰撞导致的破碎,因此利于滑体进行长距离运动的地形也会加剧滑体的破碎程度。二者之间对破碎程度起决定性影响的因素为冲击破碎。(3)不同位置的地形起伏对滑体动能和势能转化形式的影响有显著区别,斜槽段凸起的地形起伏会极大提升块体的破碎程度,降低滑体运动距离,水平槽段地形凸起距转折端越近,滑体运动距离越近;复杂的地形起伏会增加块体滑动过程中动量交换的频次,地形凸起越靠近转折端,滑体的动能损失越大,块体与距转折端较远处的地形相撞时,仅前端块体动能受损。凸起地形所受冲击力由冲击时刻的滑体速度和冲击时刻滑体体积共同控制,速度越快,冲击时刻滑体体积越大,冲击时的破碎程度就越大。凸起地形靠近转折端处时,块体与地形之间相互作用最强烈。斜槽段地形起伏对滑体破碎程度的影响主要有两种形式:一是滑体直接冲击地形破碎,二是滑体冲上不同位置的地形后凌空飞行调整回落地表的形态,使得破碎程度大相径庭,整体呈现出以更大角度回落地表时破碎程度更大,以相对更小的斜交角度回落时破碎程度更小,破碎程度越大,滑体质心运动距离越小。

关键词：动力破碎运动路径动力学响应机制斜槽实验数值模拟堆积特征

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落石碰撞切向恢复系数的取值研究

中国铁道科学 2018年第1期39卷 8-15页

作者：叶四桥巩尚卿王林峰谢涛王宗建重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074 重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站重庆401121

切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、... 详细信息

切向恢复系数是落石运动轨迹计算和被动防护系统设计的重要参数之一。通过不同坡面状态、落石形状和质量的落石模型冲击试验,进行落石碰撞切向恢复系数研究。结果表明:落石的形状对切向恢复系数无明显影响;落石质量、坡面状态、坡度、下落高度对切向恢复系数的影响较大,切向恢复系数随坡面由软到硬以及落石质量的增大而逐渐增大,随碰撞坡面坡度和下落高度的增大而逐渐减小;各种试验条件下切向恢复系数基本均在0.4以上,占总试验次数的98%,0.5以上的占93%,0.9以上的占25%,表明在碰撞过程中,落石切向速度的损失有限,在当前落石运动路径模拟中,现有切向恢复系数取值在部分情形下偏小,可能导致被动防护设计安全储备不足。综合考虑坡面状态和坡度2个因素,给出了不同条件下切向恢复系数的建议值。在实际取用时,坡面越硬、坡度越小则取区间内高值,反之,则取区间内低值,或直接采用区间随机取值。

关键词：落石运动路径被动防护设计切向恢复系数模型试验

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基于运动路径靶标的空间机器人视觉标定方法

机器人 2016年第2期38卷 193-199页

作者：张李俊黄学祥冯渭春胡天健梁书立北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对空间缺少标定靶标物的难题,基于空间机器人机械手的精确末端定位能力,提出了一种通过规划机械手运动路径生成靶标从而实现在轨视觉标定的方法.首先介绍了视觉标定方法的总体框架.然后对该标定方法进行了误差分析,根据棋盘靶标标定... 详细信息

针对空间缺少标定靶标物的难题,基于空间机器人机械手的精确末端定位能力,提出了一种通过规划机械手运动路径生成靶标从而实现在轨视觉标定的方法.首先介绍了视觉标定方法的总体框架.然后对该标定方法进行了误差分析,根据棋盘靶标标定误差与控制点图像坐标误差满足线性关系的先验知识,推导了从机械手末端定位到控制点图像坐标的误差传递关系,并对两类误差进行合成得到了等效的控制点图像坐标误差.最后利用仿真实验验证了标定误差与等效误差满足线性关系,分析了靶标尺寸、相对距离、控制点密度和靶标结构因素对标定精度的影响.

关键词：视觉标定靶标运动路径误差分析机械手

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排球拦网机器人扣球运动轨迹实时跟踪研究

机械设计与制造 2023年第11期393卷 210-213,219页

作者：韩盼星莫双瑗郑州工业应用技术学院体育学院河南新郑451150 广西科技大学体育学院广西柳州545006

为解决拦网机器人在不同速度运动下出现距离偏差大和角度偏差等问题,提出排球拦网机器人避障及运动轨迹实时跟踪方法研究,对拦网机器人的运动轨迹进行实时跟踪。首先对拦网机器人的机械结构进行分析,根据其运动特点进行拦网机器人运行... 详细信息

为解决拦网机器人在不同速度运动下出现距离偏差大和角度偏差等问题,提出排球拦网机器人避障及运动轨迹实时跟踪方法研究,对拦网机器人的运动轨迹进行实时跟踪。首先对拦网机器人的机械结构进行分析,根据其运动特点进行拦网机器人运行学分析;在拦网机器人上加装声呐传感器,对球体进行检测,根据其检测结果完成排球拦网机器人的运动规划;在此基础上,构建拦网机器人运动轨迹跟踪模型,利用该模型对拦网机器人的运动轨迹实时跟踪。实验结果表明:采用所提方法可提升运行轨迹跟踪精度,且不同速度运动状态下的距离偏差和角度偏差均较小,证明了所提方法的有效性。

关键词：拦网机器人运动路径实时跟踪拦网机械臂障碍物预测

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东海陆架区中尺度涡运动路径的统计特征分析

海洋学研究 2020年第1期38卷 77-86页

作者：张桃李君益谢玲玲郑少军郑慧源广东海洋大学广东省近海海洋变化与灾害预警重点实验室广东湛江524088 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)南海资源大数据中心广东湛江524088

基于1993—2017年卫星高度计海面高度异常中尺度涡旋追踪数据集,对东海陆架区及从西北太平洋入侵东海的涡旋进行路径分类、季节变化及特征参量统计分析,并结合再分析流场资料,进行背景流场、涡度场分析。研究结果显示,近25 a,在东海追踪... 详细信息

基于1993—2017年卫星高度计海面高度异常中尺度涡旋追踪数据集,对东海陆架区及从西北太平洋入侵东海的涡旋进行路径分类、季节变化及特征参量统计分析,并结合再分析流场资料,进行背景流场、涡度场分析。研究结果显示,近25 a,在东海追踪到318个气旋涡和276个反气旋涡。根据涡旋运动路径将其分为:东海陆架浅海生成往深海传播型(148个)、深海生成向东海陆架浅海传播型(35个)、沿等深线运动型(180个)、徘徊型(121个)、外来入侵到达东海陆架型(25个)及外来入侵到达东海深海型(85个)。6类涡旋的数量存在明显的季节分布,各个类型气旋与反气旋涡数量的季节分布也各不相同。其中,沿等深线运动型涡在春、夏季的数量高于秋、冬季。陆架浅海区生成往深海运动型涡的季节分布较为平均,气旋式涡在夏季数量最少,在春季和冬季数量较多。黑潮与涡旋数量的季节分布有关。徘徊型涡的平均生命周期最长,约为44 d;陆架浅海生成往深海运动型及外来入侵到达东海陆架的中尺度涡具有最大的平均振幅,为13.2 cm;外来入侵到达东海陆架型涡具有最大的直径,为122 km;外来入侵到达东海深海型涡在进入东海后的生命周期、振幅、直径在数值上均为最小。

关键词：东海陆架中尺度涡运动路径

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落石碰撞法向恢复系数的模型试验研究

中国铁道科学 2015年第4期36卷 13-19页

作者：叶四桥巩尚卿重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074 重庆市地质矿产勘察开发局博士后工作站重庆401121

法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律... 详细信息

法向恢复系数取值是落石运动路径计算的关键参数。利用高速摄像机拍摄不同坡面铺装、不同坡度、不同下落高度、不同落石质量和形状试验条件下落石碰撞坡面的过程,提取落石碰撞坡面前后落石的运动参数,据此反算法向恢复系数,得到如下规律:坡面铺装和坡度是法向恢复系数的主要影响因素,落石的形状和质量以及下落高度对法向恢复系数的影响不明显;随坡面由硬到软,法向恢复系数逐渐减小;随着坡度的增大,法向恢复系数逐渐增大;由试验数据计算所得各种试验条件下的法向恢复系数多集中在0.4以下,占总数量的94%,其中0.3以下的占84.8%,0.1以下的占36.5%,且有超过1/3的试验落石几乎没有法向回弹,说明以前仅基于坡面软硬程度的法向恢复系数取值方法在实际工程中会使计算的落石弹跳高度偏大。从坡面铺装和坡度两方面综合考虑,给出了法向恢复系数取值建议表,并建议坡面越硬、坡度越大时取区间内高值,反之则取区间低值。

关键词：落石运动路径被动防护设计法向恢复系数模型试验

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数字资本论析:结构特征与运动路径

经济学家 2021年第3期 44-51页

作者：吴欢陕西师范大学马克思主义学院

当代数字技术革命催生了劳动形态和资本形态的数字化变革,数字资本是通过参与并支配数字劳动生产和商品交换过程以追逐剩余价值的新资本形态。数字资本在作为生产要素上表现出人工化、智能化、平台化等新特征,在作为生产关系载体上呈现... 详细信息

当代数字技术革命催生了劳动形态和资本形态的数字化变革,数字资本是通过参与并支配数字劳动生产和商品交换过程以追逐剩余价值的新资本形态。数字资本在作为生产要素上表现出人工化、智能化、平台化等新特征,在作为生产关系载体上呈现出金融垄断、自身反噬和制度差异等新特点,在具体结构上呈现出固定资本进入壁垒高、垄断技术壁垒高、劳动力资本功能分化、经营资本平台垄断等新变化。数字资本运动依然具有价值创造和价值增殖的二重性,但具体过程上又呈现为由传统运动期与加速扩张期构成的双分期首尾衔接周期性循环运动的独特路径;数字资本运动对资本主义社会产生着深刻的重构效应,在将资本主义生产力推向空前高水平的同时又加速了产业结构由实入虚的进程,更加剧了资本主义社会的阶级矛盾和精神堕落。

关键词：数字资本结构特征运动路径重构效应

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系泊平台碰撞外部动力学的数值仿真研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2019年第8期49卷 115-122页

作者：段秋婉杨飏大连理工大学船舶工程学院

海洋平台通常在近岸系泊状态下作业,附近常有穿梭油轮和供应船的航行或停靠,因此系泊状态下的平台被碰撞的机会较多。平台一旦遭受碰撞,其结构将受到严重的破坏,因此对该状态平台动力特性的研究具有重要意义。本文结合碰撞的外部动力学... 详细信息

海洋平台通常在近岸系泊状态下作业,附近常有穿梭油轮和供应船的航行或停靠,因此系泊状态下的平台被碰撞的机会较多。平台一旦遭受碰撞,其结构将受到严重的破坏,因此对该状态平台动力特性的研究具有重要意义。本文结合碰撞的外部动力学和多体动力学理论,对软钢臂单点系泊条件下的海洋平台进行碰撞分析,对平台碰撞特性和系泊装置的运动响应进行了研究,分析了系泊平台的运行轨迹及能量耗散情况,为平台在系泊状态下的安全性提供依据。从分析结果可以看出:相比于无系泊状态的碰撞,系泊平台遭受侧向撞击时,平台的纵荡位移可降低30%~40%,但由于系泊系统的存在,横荡速度和位移显著增加,但整体偏转幅度降低(即艏尾位移减小);垂荡位移大幅度增加,速度波动较大,振动明显;横摇和艏摇的角速度和角度幅值降低,沿近似正弦曲线变化。

关键词：海洋平台碰撞单点系泊外部动力学多体动力学运动路径