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土壤水分布的孔隙尺度格子玻尔兹曼模拟研究

力学学报 2021年第2期53卷 568-579,I0004页

作者：胡五龙刘国峰晏石林范严伟武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430070 武汉理工大学理学院武汉430070 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

土壤水控制着陆地生态系统几乎所有的物理和生物化学过程,准确描述土壤中水的分布与运动状态对人类发展和生态环境保护均有重要意义.土壤水分布不仅与孔隙结构有关,而且受土壤固相表面润湿性的影响.一般对土壤水分布都是从宏观尺度进行... 详细信息

土壤水控制着陆地生态系统几乎所有的物理和生物化学过程,准确描述土壤中水的分布与运动状态对人类发展和生态环境保护均有重要意义.土壤水分布不仅与孔隙结构有关,而且受土壤固相表面润湿性的影响.一般对土壤水分布都是从宏观尺度进行描述,但土壤中的物理及生化过程都发生在孔隙中,从孔隙尺度分析土壤水的分布规律,有助于更准确地理解土壤中的各种宏观现象.本文通过X射线扫描成像技术获取两个土样的三维孔隙结构,并采用改进的Shan-Chen格子玻尔兹曼模型,模拟了在不同润湿性条件下两个土样中孔隙水分布,分析了接触角对孔隙水分布的影响,结果表明:接触角较大时,孔隙直径对液态水和水蒸气分布影响较小,随着接触角减小,孔隙直径对液态水和水蒸气的分布影响增大;接触角对液、气、固之间的界面面积以及流体输运通道直径也有较大影响,液体输运通道直径随接触角减小而变小,气体输运通道直径则随接触角的减小先增大,后减小;土壤中液态水密度随接触角变化很小,但水蒸气密度随接触角减小而显著降低;接触角较大时,饱和度对水蒸气密度无明显影响,接触角较小时,饱和度的增大会显著提高水蒸气的密度.

关键词：格子玻尔兹曼润湿性接触角孔隙尺度模拟孔隙介质

康复体验下的医疗景观设计策略探索——以河南信阳淮滨县人民医院景观设计为例

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艺术市场 2023年第10期 92-94页

作者：徐俊辉王庆陈紫璇武汉理工大学艺术与设计学院绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心

本文以康复景观的理念作为起始,结合综合医院室外景观设计的主观和客观需求,旨在对现代医疗景观设计的策略进行深入探讨。这项研究着眼于通过景观环境对医患进行心理层面的软性调整,以期减轻医患及其家属在治疗过程中的紧张和焦虑情绪,... 详细信息

本文以康复景观的理念作为起始,结合综合医院室外景观设计的主观和客观需求,旨在对现代医疗景观设计的策略进行深入探讨。这项研究着眼于通过景观环境对医患进行心理层面的软性调整,以期减轻医患及其家属在治疗过程中的紧张和焦虑情绪,并在设计中充分考虑医患的心理需求,可以有效提升医疗景观的服务质量,缓解医患和家属的心理压力,真正实现医疗景观服务于人的目标。

关键词：综合医院康复景观心理层面淮滨县人民医院

基于失效模式的船体典型加筋板极限承载能力预报

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装备环境工程 2023年第9期20卷 81-90页

作者：张正甘进吴卫国武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 武汉理工大学船舶海洋与能源动力工程学院武汉430063

目的探究失效模式对加筋板极限承载能力的影响,并提出加筋板极限承载能力预报方法。方法利用非线性有限元法,对某典型船体加筋板模型进行分析。考虑加筋柔度与甲板柔度2种主要影响因素,分析加筋板的破坏机理,明确不同失效模式下甲板... 详细信息

目的探究失效模式对加筋板极限承载能力的影响,并提出加筋板极限承载能力预报方法。方法利用非线性有限元法,对某典型船体加筋板模型进行分析。考虑加筋柔度与甲板柔度2种主要影响因素,分析加筋板的破坏机理,明确不同失效模式下甲板柔度与加筋柔度对加筋板极限承载能力的影响规律,并提出不同失效模式下加筋板极限承载能力的经验公式。结果甲板柔度一定时,随着加筋柔度的增加,加筋板的破坏模式由板与加筋的局部屈曲,变为板格的局部屈曲,最后演变为加筋板的整体梁柱屈曲。板格宽度较低时,随着加筋高度的增加,加筋板的破坏模式会由梁柱屈曲变为板格屈曲;板格宽度较大时,不同加筋高度的加筋板破坏模式均为板格屈曲。不同失效模式下,加筋板的载荷位移曲线也呈现出不同的趋势。结论加筋柔度与甲板柔度二者之间的数量关系会导致加筋板呈现出不同的失效模式,此时二者对加筋板极限承载能力的影响规律会有所不同。此外,在设计阶段,需保证加筋与甲板的刚度匹配,避免出现材料利用率过低的现象。

关键词：加筋板极限承载能力失效模式加筋柔度甲板柔度经验公式

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基于超单元法的大型邮轮总振动特性分析

武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2023年

作者：竺欣悦朱玥甘进吴卫国武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉理工大学船海与能源动力工程学院

随着大型邮轮国产化进程的不断推进，在邮轮设计阶段准确掌握其总振动特性可有效防止实船营运过程中产生的有害振动并提高乘客舒适性。本文针对大型邮轮总振动数值预报方法展开研究，将超单元法应用于邮轮总振动分析中，对比分析超单元... 详细信息

随着大型邮轮国产化进程的不断推进，在邮轮设计阶段准确掌握其总振动特性可有效防止实船营运过程中产生的有害振动并提高乘客舒适性。本文针对大型邮轮总振动数值预报方法展开研究，将超单元法应用于邮轮总振动分析中，对比分析超单元法相比传统直接计算方法在大型邮轮总振动分析中的优势，探讨超单元模型建立方式、设置数量以及残余结构选取对模态结果及计算效率的影响。结果表明，超单元法在邮轮这类大型结构总振动分析中具有更强的适用性，选用合适的超单元划分方式及数量可在保证计算精度的同时提高计算效率，可为大型邮轮结构优化设计与振动控制提供指导。

关键词：大型邮轮模态分析超单元法数值计算

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大型邮轮偏心支柱结构极限承载力研究

中国造船 2021年第3期62卷 28-39页

作者：甘进叶文强任鹏良吴卫国武汉理工大学交通学院武汉430063 武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 湖北省电力勘测设计院武汉430000

为满足大型豪华邮轮大跨空间舱室内特定区域的空间布置需求,需设置大量上下偏心连接支柱。为建立此类结构的设计方法,需掌握大型邮轮上层建筑中偏心组合支柱结构的力学特性。运用非线性有限元方法,分析了圆钢-H型钢、圆钢-方钢、圆钢-... 详细信息

为满足大型豪华邮轮大跨空间舱室内特定区域的空间布置需求,需设置大量上下偏心连接支柱。为建立此类结构的设计方法,需掌握大型邮轮上层建筑中偏心组合支柱结构的力学特性。运用非线性有限元方法,分析了圆钢-H型钢、圆钢-方钢、圆钢-圆钢三种典型偏心组合支柱结构的支柱偏心度及支柱节点构件对支柱极限承载能力的影响。发现圆钢-H型钢支柱适用于偏心度较大的支柱连接位置,支柱节点中上支柱垫板、加强筋板对极限承载力影响较大;圆钢-方钢支柱与圆钢-圆钢支柱适用于偏心度较小的支柱连接位置,支柱节点连接构件中下支柱垫板以及加强筋板对极限承载力影响较大。所得结论可为邮轮结构轻量化设计及安全性评估提供参考。

关键词：大型邮轮偏心支柱极限强度非线性有限元

基于能量管理的长江船舶柴电混合动力系统设计与优化

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武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2023年

作者：王聚裴志勇康煜晗徐丽琼吴卫国绿色智能江海直达船舶湖北省工程研究中心武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心中国船级社武汉分社

【目的】随着碳达峰、碳中和战略的实施，长江柴电混合动力船舶日益增多，基于能量管理的柴电混合动力系统设计与优化有利于实现长江船舶的经济高效营运。【方法】本文以一艘长江散货船为研究对象，从柴电混合动力系统的优化与设计出发... 详细信息

【目的】随着碳达峰、碳中和战略的实施，长江柴电混合动力船舶日益增多，基于能量管理的柴电混合动力系统设计与优化有利于实现长江船舶的经济高效营运。【方法】本文以一艘长江散货船为研究对象，从柴电混合动力系统的优化与设计出发，基于模糊识别与优化控制理论，通过制定运行模式判别方法与动力分配优化控制策略构建柴电混合动力船舶的能量管理系统，进而结合长江复杂工况下的航段划分，以提高船舶经济性与绿色性为目标，开展基于能量管理的柴电混合动力系统设计方案评估与分段航速优化。【结果】从而在船舶往返航程内燃油消耗量与碳排放量最小的情况下，获得了柴电系统的最优选型设计方案以及各航段的最佳经济航速。【结论】实现了柴电动力能源经济高效的综合利用，对长江柴电混合动力船舶的发展以及碳达峰、碳中和战略的实施具有重要意义。

关键词：船舶推进柴电混合动力系统模式识别能量管理

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船体结构波浪中逐次崩溃特性实验研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第6期44卷 1062-1066页

作者：吴彤裴志勇吴卫国武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063

为探究船体结构在波浪中的逐次崩溃行为,本文设计并制作了三舱段铝合金船模,在波浪水池中进行了结构崩溃实验,采用模型实验法结合有限元分析法探究船体结构波浪中逐次崩溃特性.结果表明,波浪中船体的崩溃是外部水压与整体总纵弯矩共同... 详细信息

为探究船体结构在波浪中的逐次崩溃行为,本文设计并制作了三舱段铝合金船模,在波浪水池中进行了结构崩溃实验,采用模型实验法结合有限元分析法探究船体结构波浪中逐次崩溃特性.结果表明,波浪中船体的崩溃是外部水压与整体总纵弯矩共同作用的结果,外部水压力显著的降低了船体结构的承载能力.

关键词：船体结构载荷极限强度崩溃特性模型实验

水下爆炸作用圆柱壳的冲击波绕射效应及水域压力分布研究

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武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2023年

作者：吴高迪刘斌孙占忠雷加静吴卫国中国舰船研究设计中心武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心

为了研究水下爆炸冲击波作用于圆柱壳结构后水域压力分布，采用流固耦合数值方法计算了无反射、刚性和弹性圆柱壳在200kg药量TNT炸药爆炸冲击波作用下水域流场压力的变化，分析了冲击波延圆柱壳的绕射现象，得出了圆柱壳附近水域压力场... 详细信息

为了研究水下爆炸冲击波作用于圆柱壳结构后水域压力分布，采用流固耦合数值方法计算了无反射、刚性和弹性圆柱壳在200kg药量TNT炸药爆炸冲击波作用下水域流场压力的变化，分析了冲击波延圆柱壳的绕射现象，得出了圆柱壳附近水域压力场的变化规律。数值计算详细分析了绕射波的入射冲击波、反射冲击波、衍射波和辐射波组成；辐射波主要由结构的变形和振动引起；压力汇聚点位置，压力峰值与结构相对刚度有关；空化发生时间、产生的压力同样与结构相对刚度有关。

关键词：水下爆炸冲击波圆柱壳绕射压力

柱形弹撞击陶瓷/金属复合板的Florence模型修正研究

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振动与冲击 2021年第12期40卷 232-235页

作者：张朴吴卫国孔祥韶李营王卓石干武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心武汉430063 武汉理工大学交通学院武汉430063 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

以Florence模型为基础提出了一种修正模型,可以用于求解金属/陶瓷复合装甲板的弹道极限速度。修正模型考虑到弹体在撞击过程中的变形,在原始Florence模型基础上,结合泰勒理论来计算弹体变形能。修正方程的理论解与Winkins的实验值较为... 详细信息

以Florence模型为基础提出了一种修正模型,可以用于求解金属/陶瓷复合装甲板的弹道极限速度。修正模型考虑到弹体在撞击过程中的变形,在原始Florence模型基础上,结合泰勒理论来计算弹体变形能。修正方程的理论解与Winkins的实验值较为吻合。最后根据修正的Florence模型,分析了板厚参数对靶板弹道极限速度的影响。

关键词： Florence模型陶瓷/金属复合靶板侵彻弹道极限速度