检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第2期44卷 55-64页

作者：刘昉向佳乐燕翔冯卫鹏邵楠王孝群天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300072 河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038

通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主... 详细信息

通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主要结论如下:振动强度随着系统阻尼比提高而减弱;随着截面高宽比的增大,振子发生驰振的能力增强,而最大振幅比和频率比均降低;随着高宽比的增大,旋涡的涡量增加,尺度增长,振子受力面积变大,旋涡附着现象更加明显,振子受力效果更好;随着振子高宽比的增大,正向旋涡发育和脱落的时间比反向旋涡更长。

关键词：流致振动组合截面振子尾流

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平面及空间正交异性膜的起皱过程及分析方法

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工程力学 2025年第3期42卷 42-55,112页

作者：韩庆华温晓东刘铭劼吴昊中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定... 详细信息

正交异性膜越来越广泛地应用在各种充气结构中。膜在非均匀变形的作用下很容易产生褶皱变形,因此有必要对正交异性膜的褶皱变形进行研究。对于平面正交异性膜,该文结合正交异性材料的起皱判别准则以及应力极值法,利用应力极值条件确定褶皱半波长。利用应变条件确定褶皱幅值。采用最大主应力方向和最大主应变方向确定正交异性膜褶皱方向角的范围,并研究其变化规律。经过理论分析和数值模拟结果的对比,验证了提出的研究方法的可靠性。对于空间正交异性膜,该文采用有限元模型分析了其褶皱演变过程,并对比分析了采用薄膜模型和薄壳模性进行分析的区别。在上述研究的基础上,分析了处于压力气体和水耦合作用下由空间正交异性膜制成的防水气枕的气压变化情况,并利用试验结果进行了验证。研究结果为正交异性材料的工程应用提供参考。

关键词：正交异性膜褶皱构形参数应力极值法液-固-气耦合

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水下振动台竖向运动下的兴波数值模拟

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船舶力学 2025年第05期 722-731页

作者：燕翔李棂繁吴晓生白志刚臧志鹏杨涵天津大学水利工程智能建设与维护国家重点实验室中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室中国船舶科学研究中心

水下振动台在运动过程中会引起兴波效应。本文建立并验证具有造波、消波功能并包含水下振动台的数值水槽，基于数值水槽探索水下振动台竖向简谐运动过程中的兴波过程，分析水体速度、动水压强及扰动波各要素的影响，旨在为地震–波流联... 详细信息

水下振动台在运动过程中会引起兴波效应。本文建立并验证具有造波、消波功能并包含水下振动台的数值水槽，基于数值水槽探索水下振动台竖向简谐运动过程中的兴波过程，分析水体速度、动水压强及扰动波各要素的影响，旨在为地震–波流联合试验及水池扰动波消除提供参考。结果表明：振动台中心上方的竖向速度随振动台振幅、台长增大而增大，随振动台周期增大而减小；振动台中心上方的动水压强沿水深呈先减小、再增大的分布规律，其幅值随振动台振幅增大而增大；兴波波高随振动台振幅增大而增大，随水深增大而减小；兴波周期随振动台周期增大而增大；兴波波长随振动台周期、水深增大而增大。

关键词：水下振动台竖向运动兴波

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石亭江底栖动物群落结构季节变化与生态评价

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人民长江 2025年第1期56卷 67-73页

作者：李松忆郑珊周雄冬浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350 中国科学院水生生物研究所湖北武汉430072

汶川地震后石亭江山前河段冲刷严重,对河流生态产生重要影响,然而目前尚缺乏对山前冲刷河段的定量生态评价。选取石亭江、绵远河和湔江为研究对象,根据2021年秋季(10月)和2022年夏季(7月)采集的大型无脊椎底栖动物样本与环境观测数据,... 详细信息

汶川地震后石亭江山前河段冲刷严重,对河流生态产生重要影响,然而目前尚缺乏对山前冲刷河段的定量生态评价。选取石亭江、绵远河和湔江为研究对象,根据2021年秋季(10月)和2022年夏季(7月)采集的大型无脊椎底栖动物样本与环境观测数据,分析了石亭江底栖动物群落结构、多样性、功能摄食类群和功能习性类群的季节变化特点。结果表明:石亭江秋季共采集底栖动物54种,隶属4门6纲35科,夏季共采集到底栖动物33种,隶属1门1纲18科,其中牧食收集者为优势程度最大的功能摄食类群,捕食者的优势程度最小,秋季固着型生物的优势程度最大,夏季蔓生型生物的优势程度最大,攀爬型生物的优势程度在秋季和夏季均为最小。基于底栖动物完整性评价的多参数(MMI)指数,将3条河流栖息地斑块的生态质量划分为极差、差、中等、良好和极好5个等级。结果显示:3条河流栖息地斑块生态质量整体为良好,局部为中等;绵远河与湔江的栖息地斑块生态质量整体高于石亭江;秋季石亭江栖息地斑块的生态质量好于夏季。

关键词：大型无脊椎底栖动物季节变化功能摄食类群功能习性类群多参数(MMI)指数石亭江

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基于FK-FE混合方法的位错点源作用下全过程结构地震反应模拟

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工程力学 2024年第4期41卷 184-198页

作者：巴振宁鲁世斌付继赛梁建文芦燕中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300354 天津大学土木工程系天津300354

基于区域缩减思想,集整基于精确动力刚度矩阵的频率波数域(FK)半解析方法和有限元(FE)数值方法各自优势(FK精确高效模拟一维波速结构地震波传播;FEM具有丰富单元和本构类型,可精细模拟工程结构地震反应),提出了一种从震源到工程结构全... 详细信息

基于区域缩减思想,集整基于精确动力刚度矩阵的频率波数域(FK)半解析方法和有限元(FE)数值方法各自优势(FK精确高效模拟一维波速结构地震波传播;FEM具有丰富单元和本构类型,可精细模拟工程结构地震反应),提出了一种从震源到工程结构全过程地震反应模拟的FK-FE混合方法。并将FK代码作为插件二次开发到大型商业有限元软件ABAQUS中,实现了ABAQUS平台下从震源到工程结构的全过程宽频地震反应物理模拟。验证了FK-FE混合方法正确性,进而将其应用于位错点源作用下美国SAC机构设计的9层Benchmark抗弯钢框架结构全过程0 Hz~15 Hz宽频地震反应模拟,重点探讨了地壳层波速结构和近地表场地条件对框架结构地震反应的影响。研究表明:地壳层速度结构和场地类别对该结构的地震反应均有显著影响,地壳层速度结构3(较硬)相比速度结构1(较软),结构最大位移和层间位移角分别减小了22.7%和62.0%;Ⅱ类场地相较于Ⅳ类场地,结构最大位移和层间位移角分别减小了22.3%和44.7%。

关键词：地震反应位错点源 FK-FE混合方法区域缩减全过程模拟

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周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析求解

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岩土力学 2020年第9期41卷 2861-2868页

作者：巴振宁刘世朋吴孟桃梁建文天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学土木工程系天津300350

将排桩对平面SH波的隔振简化为弹性波散射的二维平面问题,基于全空间中无限周期结构的周期特性,给出了一种求解无限周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析方法。该方法采用波函数展开法并结合Graf加法定理,利用全空间中相邻周期单元的... 详细信息

将排桩对平面SH波的隔振简化为弹性波散射的二维平面问题,基于全空间中无限周期结构的周期特性,给出了一种求解无限周期分布桩体对平面SH波隔振效应的解析方法。该方法采用波函数展开法并结合Graf加法定理,利用全空间中相邻周期单元的散射波场在频域内相差一个相位的特性,仅选取一个周期单元,将入射波场和所有散射波场的贡献叠加后,根据边界条件求解待定系数,从而求得整个散射波场。该解析解能够精确求解无限周期分布桩体的散射问题,分析周期分布桩体数量较多时的隔振规律,弥补了以往理论分析中桩体个数较多时难以求解的不足。重点讨论了桩体个数、桩体刚度、桩体间距和桩体类型等因素对隔振效果的影响,结果表明:(1)该方法显著降低了求解大量桩体问题时的存储量和计算量,有限周期模型计算结果随桩体个数增多收敛于无限周期模型,反映了该方法的正确性;(2)整体上桩体刚度增大有利于提高隔振效果,但桩体刚度对隔振效果的提升有限,桩体剪切波速为土体5倍时已具有足够的隔振效果;(3)桩间距对隔振效果有着直接影响,间距越小则低频禁带宽度越大;(4)桩体类型对隔振效果有着显著影响,实心桩有着良好的隔振效果,而具有柔性内填充的管桩在低频段有着更佳的隔振效果。

关键词：排桩隔振周期分布波函数展开法 Graf加法定理平面SH波

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基于GP14.3运动学混合震源模型和SPECFEM 3D谱元法的宽频地震动模拟

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地球物理学报 2023年第3期66卷 1125-1138页

作者：巴振宁赵靖轩张郁山梁建文张玉洁天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学土木工程系天津300350 中国地震灾害防御中心北京100029

基于确定性物理模型的全过程地震动模拟是现代地震工程的重要发展方向.然而受限于合理震源模型和计算资源需求,目前模拟的有效频率还多处于低频范围,难以满足工程结构敏感频带(5~10 Hz或更高)需求.本文即借助运动学混合震源模型能激发... 详细信息

基于确定性物理模型的全过程地震动模拟是现代地震工程的重要发展方向.然而受限于合理震源模型和计算资源需求,目前模拟的有效频率还多处于低频范围,难以满足工程结构敏感频带(5~10 Hz或更高)需求.本文即借助运动学混合震源模型能激发宽频地震波和谱元法空间高精度及计算收敛快的优势,首先将确定性的凹凸体震源模型与GP14.3随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的全过程宽频带地震动模拟.将方法首先应用于一维波速结构模型0~10 Hz地震动模拟,通过与频率波数域(FK)方法结果进行比较,验证了方法的精度;进而应用于2021年5月21日云南漾濞6.4级地震0.1~5 Hz地震动模拟,通过与4个台站的时程记录和相应反应谱的比较,以及与NGA-West2地震动衰减方程在频率0.1~5 Hz的反应谱的比较,检验了方法的适用性;最后给出了漾濞地区的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了漾濞地震下近场强地面运动的空间分布特征.结果显示,震中PGA接近400 cm·s-2,PGV达到45 cm·s^(-1),烈度达到Ⅸ度,且受局部地形起伏影响,大理以及洱海西侧位置出现高烈度异常区.

关键词：宽频地震动运动学混合震源模型确定性物理模型地震动模拟谱元法

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正三角形排列刚性耦合三圆柱涡激振动特性及尾涡模式

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振动与冲击 2021年第12期40卷 132-142页

作者：张晓娜及春宁陈威霖许栋张志猛天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

采用基于嵌入式迭代的浸入边界法对等边三角形排列的刚性耦合三圆柱涡激振动进行了数值模拟研究。其中一个圆柱在上游放置,另外两个圆柱并排放置于下游,圆柱间刚性连接,系统仅在横向自由振动。圆柱间距比L^(*)分别为1.0、1.6、2.5和4.0... 详细信息

采用基于嵌入式迭代的浸入边界法对等边三角形排列的刚性耦合三圆柱涡激振动进行了数值模拟研究。其中一个圆柱在上游放置,另外两个圆柱并排放置于下游,圆柱间刚性连接,系统仅在横向自由振动。圆柱间距比L^(*)分别为1.0、1.6、2.5和4.0,雷诺数为Re=100,质量比为m^(*)=2.0,折合流速为U_(r)=3.0-30.0。分析了不同间距比下圆柱振幅、流体力、振动频率和脱涡模式等。研究发现,随U_(r)的增大,各间距比下的振动响应均可划分为初始分支(initial branch,IB)、下端分支(lower branch,LB)和非锁定区域(desynchronized region,DS)。其中,非锁定区域又可进一步分为前非锁定区域(DS1)和后非锁定区域(DS2)。随折合流速的增大,圆柱振幅整体上先增后减,而随间距比的增大,圆柱振幅则先减后增。圆柱的最大振幅(A^(*)=1.11)出现在L^(*)=1.0、U_(r)=8.0处。当L^(*)=1.0、1.6和2.5时,圆柱振动存在锁定区间,振动频率锁定在固有频率附近,而L^(*)=4.0时,圆柱的振动频率随折合流速增大线性增大,不存在锁定区间。当L^(*)=2.5时,在DS2分支上,圆柱振动出现了两个强度相当、频率不同的分量,分别为低频驰振分量与高频涡振分量,而且由于复杂的柱间流体结构使得三圆柱升力频率存在较大差异。当L^(*)=1.6时,在DS分支上,圆柱下游出现宽-窄尾流,导致了下游圆柱所受升阻力均值和升力均方根不相等。

关键词：涡激振动圆柱刚性耦合浸入边界法三角排列

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考虑颗粒级配和形态的颗粒柱坍塌特性离散元模拟

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岩土工程学报 2021年第12期43卷 2230-2239页

作者：崔溦魏杰王超王枭华张社荣天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

颗粒形态和级配情况等是影响碎屑颗粒流(如滑坡、泥石流、岩崩等)运动的重要因素。基于沃洛诺伊镶嵌原理的随机生成方法创建了不同长细比不同级配的多面体颗粒,引入势粒子算法用于考虑颗粒间的接触作用,根据室内试验确定了离散元接触模... 详细信息

颗粒形态和级配情况等是影响碎屑颗粒流(如滑坡、泥石流、岩崩等)运动的重要因素。基于沃洛诺伊镶嵌原理的随机生成方法创建了不同长细比不同级配的多面体颗粒,引入势粒子算法用于考虑颗粒间的接触作用,根据室内试验确定了离散元接触模型的各项参数,对考虑级配和形态的颗粒柱坍塌特性开展数值试验,研究结果表明:(1)颗粒柱的归一化堆积高度随颗粒的长细比和中值粒径d_(50)的减小而减小,归一化跑出距离则随其减小而增加。(2)堆积过程中不同工况的相对静止角α为61.49°~64.99°,且变化规律与归一化堆积高度变化一致。(3)不同工况的归一化能量耗散为27.1%~35.5%,且转动动能仅占平动动能的8.20%~9.05%。(4)归一化动能和颗粒配位数呈现负相关的关系,归一化动能达到峰值时颗粒配位数也达到最小值。(5)崩塌过程中强力链一般分布在滑动堆积体的中下部区域,形成力链传递的"拱效应"。中值粒径d_(50)和长细比增大会减少强力链的数量,接触力传递的路径少而集中,从而限制颗粒在堆积过程中的运动。

关键词：颗粒柱级配长细比势粒子坍塌过程离散单元法

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基于NSGA-Ⅱ的城市桥梁系统震后可恢复性分析与优化

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工程力学 2021年第3期38卷 148-158,180页

作者：寇峥李宁天津大学建筑工程学院天津300350 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学) 天津300350

城市桥梁是经济和社会发展的重要基础设施,特别是重要桥梁以及由其构成的网络在灾难发生后如何快速恢复,对社会安定和地区发展十分重要。近年来抗震韧性倍受关注,如何考虑结构可恢复性并将韧性纳入桥梁系统抗震性能综合评估和优化,还存... 详细信息

城市桥梁是经济和社会发展的重要基础设施,特别是重要桥梁以及由其构成的网络在灾难发生后如何快速恢复,对社会安定和地区发展十分重要。近年来抗震韧性倍受关注,如何考虑结构可恢复性并将韧性纳入桥梁系统抗震性能综合评估和优化,还存在很多问题尚待研究。该文定量分析桥梁震后恢复过程、剩余功能和修复时间与韧性指标间的联系,建立城市桥梁系统性能评估方法。由桥梁不同损伤状态计算不同恢复过程的剩余功能、修复时间、可恢复性和震后经济损失;对震后恢复过程的功能函数模型给出建议,量化不同震后恢复策略的影响;将韧性纳入城市桥梁系统抗震性能框架中,提出城市桥梁系统震后可恢复性评估框架,对风险高低不同采用不同的修复过程;对震后经济损失、可恢复性和震前修/改造成本采用多目标优化算法NSGA-Ⅱ求解震前提升韧性优化策略,用于抗震加固措施的选取。通过案例给出了方法流程,也为城市桥梁系统地震韧性提升提供了新思路。

关键词：桥梁网络系统可恢复性 NSGA-Ⅱ 地震灾害恢复策略

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