天气预报:
走进南科院
科学研究
水文水资源研究所
水工水力学研究所
河流海岸研究所
岩土工程研究所
材料结构研究所
大坝安全与管理研究所
农村电气化研究所
南京水利水文自动化研究所
科研平台
水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
港口航道泥沙工程交通行业重点实验室
水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室
水科学与水工程国际联合研究中心
试验基地
 
首页>学术交流
《海洋工程》2019年第2期中文摘要
日期:2019年04月15日 13:54:10点击数:字号:【

规则波作用下二维水平板冲击压力概率分析

任喜峰,孙昭晨,梁书秀

(大连理工大学 海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024)

摘要:通过模型试验的方式研究了波浪对二维水平板冲击压力峰值的概率分布。首先,统计分析了水平板底部各测点的压力峰值,发现密闭水平板底部各位置处的压力峰值分布与三参数威布尔分布吻合较好;然后,从统计学与概率论的角度进一步探讨了水平板底部各位置处压力峰值分布函数的参数与测量样本统计特征值之间的关系;最后,通过不同入射波浪工况的对比,分析了威布尔分布各参数与测点相对位置、入射波相对波高以及入射波相对波长之间的关系及其所代表的物理意义。统计分析显示:威布尔分布的相对位置参数 从水平板前端到后端呈现先增大后减小的趋势,在水平板中段较恒定(约为0.6);相对尺度参数 在水平板中段偏小,两端偏大;形状参数(κ)在相对波高较大时,在水平板的中段偏大,并且相对波长大于1.3时,κ在水平板的中部均值随相对波长的增大而减小,相对波长为2时,该值接近于1。

关键词:水平板;冲击压力;概率分析;规则波;空气卷入

任喜峰,孙昭晨,梁书秀.规则波作用下二维水平板冲击压力概率分析[J].海洋工程,2019,37(2):1-11.

深吃水半潜式储油生产平台结构设计分析

苏云龙,易  丛,白雪平,贾  旭,李  达,范  模

(中海油研究总院有限责任公司,北京 100028)

摘要:以陵水17-2气田群开发为例,介绍具有储油和外输功能的半潜式平台在结构设计分析中的基本流程与方法。半潜式生产平台的结构设计分析流程为舱室划分、结构尺度规划设计、总体结构分析和关键连接部位的局部结构分析及特殊情况的结构分析。由于平台的储油和外输功能,平台设计压头和舱室布置等均与常规半潜式生产平台存在一定的特殊性。通过对流程和方法介绍,展现了各阶段设计中的具体方法和相应的特殊性。结果显示,通过特殊的舱室划分形式、结构设计和腐蚀余量考虑,平台结构能够满足储油和外输功能的要求。

关键词:深吃水;半潜式平台;结构设计;储油安全;碰撞分析;陵水17-2

苏云龙,易丛,白雪平,贾旭,李达,范模.深吃水半潜式储油生产平台结构设计分析[J].海洋工程,2019,37(2):12-19.

基于黏聚单元法的抗冰海洋平台与层冰相互作用数值模拟

刘路平1, 2,李  欣1, 2,徐胜文1, 2,吴  骁1, 2

(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240; 2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)

摘要:通过商业有限元软件LS-DYNA采用黏聚单元法模拟层冰的断裂问题,在IIHR冰池模型试验相同缩尺比参数下对KULLUK抗冰平台受到的冰力进行数值计算,探究冰厚与冰速等冰况参数对平台冰力的影响。计算结果表明,在极地作业平台主要遭遇北极海域冰况范围下,相同冰厚情况时冰速变化对倒锥形结构平台的横向冰力影响不大,而同冰速时冰力随着冰厚的增加接近线性增加。同时将计算所得结果与同条件下IIHR冰池模型试验数据、ARCTEC、ACL非冻结模型冰试验数据、实船数据和通过ISO19906规范中提供的针对大锥面结构受到层冰冰力的经验公式计算所得数据等进行了对比,验证了选用冰参数的可靠性以及该数值模型在模拟大尺度宽锥形平台遭受层冰作用问题中的适用性。

关键词:抗冰平台;层冰;LS-DYNA;黏聚单元法;海冰参数

刘路平,李欣,徐胜文,吴骁.基于黏聚单元法的抗冰海洋平台与层冰相互作用数值模拟[J].海洋工程,2019,37(2):20-28.

碎冰条件下单点系泊船舶动态响应特性研究

杨佳东1, 2,吕海宁1, 2,王  晋1, 2

(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240; 2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)

摘要:为了研究不同单点系泊位置对极地系泊船舶在来冰角度改变时动态响应的影响,运用离散元方法(DEM),计算了船舶在60%密集度下,冰速为1.0 m/s、冰厚为1 m时不同角度的船冰阻力,结合系泊分析软件二次开发功能,计算分析系泊船舶在不同来冰角度和不同系泊位置下受上述冰情影响下的响应。通过对模拟结果与试验结果的对比,认为离散元方法(DEM)的数值模拟结果与试验结果吻合较好;单点系泊位置为距船头L/4时,系泊船舶能以最快速、最稳定的方式对来冰方向的变化做出响应。

关键词:冰区船舶;单点系泊;数值模拟;离散元方法

杨佳东,吕海宁,王晋.碎冰条件下单点系泊船舶动态响应特性研究[J].海洋工程,2019,37(2):29-39.

锁块式水下采油树井口连接器性能分析

程子云1,李文博2,张  玉1,段梦兰1

(1. 中国石油大学(北京) 海洋工程研究院,北京 102249; 2. 中国石油大学(北京) 机械与储运工程学院,北京 102249)

摘要:水下采油树井口连接器是连接采油树和井口的关键设备,对深海水下勘探开发及采油树的安装连接具有不可或缺的重要意义。以一种锁块式水下连接器为例,介绍其结构组成和工作原理,通过有限元建立连接器的三维模型,分析连接器在下放安装工况、连接锁紧工况、正常生产工况和钻完井工况下的连接性能,得出井口与采油树本体接触面作用力、VX钢圈接触应力和锁块受力情况随外部载荷的相互关系。结果表明,VX钢圈在整个过程中都能够保持良好密封,井口与采油树本体接触面未发生分离,弯矩对连接器连接性能影响很大,在额定弯矩作用时连接器部分锁块已发生弹塑性失效。

关键词:采油树井口连接器;锁块;连接性能;不同工况

程子云,李文博,张玉,段梦兰.锁块式水下采油树井口连接器性能分析[J].海洋工程,2019,37(2):40-49.

带偏航角串列式两风机复杂尾流场数值模拟

段鑫泽1, 2,程  萍1, 2,万德成1, 2

(1. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室,上海 200240; 2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)

摘要:在多风机风电场中,通过主动调节上游风机的偏航角度,抑制上游风机尾流对下游风机的影响,减少风力机机组之间的尾流相互干扰,以达到提高整个风电场效率的目的。采用基于开源平台OpenFOAM自主开发的FOWT-UALM-SJTU求解器中风电场求解模块ALMWindFarmFoam,将致动线模型与CFD方法相结合,利用大涡模拟(LES)计算研究当上游风机处于不同偏航角度时,两风机之间的复杂尾流干扰效应。对比分析偏航角度改变时,上下游风机气动功率的输出特性,尾流速度变化以及风机的尾涡结构。数值模拟结果表明:在上下游风机沿流向方向距离保持不变的情况下,随着上游风机偏航角度的变化,上下游风机的尾流干扰现象以及下游风机的入流条件会发生明显改变,并会对下游风机的气动功率输出以及两风机风电场的整体流场产生显著影响。

关键词:风电场;偏航角;致动线模型;气动功率;尾流干扰效应;大涡模拟

段鑫泽,程萍,万德成.带偏航角串列式两风机复杂尾流场数值模拟[J].海洋工程,2019,37(2):50-58.

弧板式透空堤消浪性能影响因素数值研究

吴瑶瑶1,李雪艳1, 2,王  庆1,朱小松3,郭为军4,董大利1,路大卫1

(1. 鲁东大学 海岸研究所,山东 烟台 264025; 2. 河海大学 海岸灾害及防护教育部重点实验室, 江苏 南京 210098; 3. 中海油研究总院有限责任公司,北京 100028; 4. 大连海事大学 环境科学与工程学院,辽宁 大连 116026)

摘要:弧板式透空堤是由弧型板组成的新型防波堤结构。为探讨其透射系数的影响因素,利用Fluent软件基于N-S方程构建了波浪与板式透空堤相互作用的数值模型,讨论了相对潜深、入射波周期、相对波高、相对板宽和结构型式对透射系数的影响。结果表明:弧板式透空堤的透射系数随着相对波高和入射波周期的增大而增大,在静水面附近透射系数最小,尤以静水面和略高于静水面时的消浪效果最佳;在相同波浪要素条件下,静水面及其上0.02 m和0.04 m位置处,弧板式透空堤的消浪效果明显优于平板式透空堤。

关键词:弧板;透空堤;透射系数;消浪性能;Fluent软件

吴瑶瑶,李雪艳,王庆,朱小松,郭为军,董大利,路大卫.弧板式透空堤消浪性能影响因素数值研究[J].海洋工程,2019,37(2):59-67.

长江口和杭州湾污染物稀释扩散及交汇数值模拟研究

孙志林,杜利华,龚玉萌,郑佳芸,方诗标

(浙江大学 海洋学院,浙江 杭州 310058)

摘要:河口水体中污染物稀释扩散是近海水环境研究的关键问题之一。针对长江口和杭州湾的污染物稀释扩散与交汇,利用有限体积法,建立了大范围二维潮流水质数学模型,结合拉格朗日法粒子追踪技术,模拟了不同径流下两河口的污染物(COD)稀释、扩散和交汇。结果表明,长江口石洞口排放的污染物口内经过10次往复运动,历时5天扩散至口门处,随后部分进入外海,另一部分经过6天扩散至杭州湾水域;杭州湾金山排放的污染物历时10天向上下游扩散约28 km,同时由北岸向南扩散约15 km。在各排污口同时排放COD浓度为100 mg/L的污水,交汇处COD达到相对稳定后,浓度增量约为1.2 mg/L,受长江口和杭州湾的影响之比约为5∶1。对不同径流量下COD稀释扩散进行模拟,得出径流量增大有助于污染物的稀释扩散。

关键词:长江口;杭州湾;污染物稀释扩散;交汇;径流量;水质模型

孙志林,杜利华,龚玉萌,郑佳芸,方诗标.长江口和杭州湾污染物稀释扩散及交汇数值模拟研究[J].海洋工程,2019,37(2):68-75.

整治工程影响下分汊河口水动力变化研究

缴  健1, 2,高祥宇1, 2,丁  磊1, 2,罗  勇1,张新周1, 2

(1. 澳门真钱视讯手机,江苏 南京 210029; 2. 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室,江苏 南京 210029)

摘要:针对分汊河口一侧河道整治工程对工程汊及非工程汊水动力的影响问题,采用数学模型试验方法,建立了潮汐分汊河口概化数学模型,计算了整治工程(双导堤与丁坝)前后水动力变化,分析了主要分潮M2、M4的潮位、流速沿程变化规律以及工程后丁坝局部流速流向特征,讨论了潮波的变形及不对称性。结果显示,整治工程导致工程汊分流比减小,工程区域内流速增加,工程区外流速减小,非工程汊整体流速增加。工程汊的潮流变形及不对称性均较工程前有所增强,导致外海泥沙盐水通过航槽向上游上溯的距离更长,坝田区内流速明显小于航槽流速,并呈明显的旋转流态势,导致坝田淤积。

关键词:分汊河口;整治工程;数学模型;水动力;潮波不对称性

缴健,高祥宇,丁磊,罗勇,张新周.整治工程影响下分汊河口水动力变化研究[J].海洋工程,2019,37(2):76-83.

南海海啸在泰国湾海域的共振响应

胡乔辉1,王培涛2,王  岗1

(1. 河海大学 海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏 南京 210098; 2. 国家海洋环境预报中心,北京 100081)

摘要:马尼拉海沟具备引发地震海啸的条件,是南中国海主要的潜在海啸发生区。南中国海西南部泰国湾海域和纳土纳海域地形复杂、多独立的半封闭水域,海啸波极易在该区域形成水波共振,加剧其灾害影响。采用COMCOT海啸模型模拟了马尼拉海沟断裂带发生9.3级地震时引发海啸的长时间传播过程,并基于水波共振理论分析其在不同尺度下的共振特性。结果表明,海啸波在曼谷湾至邦加—勿里洞岛间引起了明显的纵向第一、二模态(3 360.0 min、1 440.0 min)水波共振,在泰国湾至邦加—勿里洞岛之间引起了明显的纵向第二、三、四模态(775.4 min、560.0 min、373.3 min)共振,而在泰国湾至印度尼西亚沿岸引起了明显的纵向第二、三、五、七模态(1 008.0 min、630.0 min、373.3 min、252.0 min)水波共振。此外,海啸波不仅在泰国湾引起了明显的纵向第一、三、四模态(560.0 min、252.0 min、179.4 min)共振,还在其横向出现了明显的第一、二、三模态(480.0 min、252.0 min、179.4 min)共振。

关键词:马尼拉海啸;水波共振理论;泰国湾;港湾共振;数值模拟

胡乔辉,王培涛,王岗.南海海啸在泰国湾海域的共振响应[J].海洋工程,2019,37(2):84-95.

海口湾海域波浪特征分析

陈宜展,曹永港,黄艳松,冯砚青,刘长建,李锐祥,廖世智,董  超

(国家海洋局南海调查技术中心,广东 广州 510300)

摘要:通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风“莎莉嘉”经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2~7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪;2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪;3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响;4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。

关键词:琼州海峡;波浪特征;海口湾;波谱分析;季风影响

陈宜展,曹永港,黄艳松,冯砚青,刘长建,李锐祥,廖世智,董超.海口湾海域波浪特征分析[J].海洋工程,2019,37(2):96-103.

海水环境粉煤灰混凝土结构耐久性现场检测与评估分析

杨海成1,胡正涛2,于  方1,范志宏1

(1. 水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室,广东 广州 510230; 2. 广东省南粤交通东雷高速公路管理中心,广东 湛江 524000)

摘要:对服役12年的华南某跨海大桥典型构件开展碳化性能、氯离子扩散性能等指标的耐久性检测,评估了海水环境下掺粉煤灰的高性能混凝土长期耐久性。研究表明:随高程的增加混凝土碳化深度逐渐增大,其中大气区>浪溅区>水位变动区,碳化作用对粉煤灰混凝土结构耐久性的影响较小;粉煤灰可显著提升实体结构混凝土抗氯离子侵蚀性能,粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散系数不大于0.40×10-12m2/s,比普通混凝土氯离子扩散系数降低了约6倍;利用规范计算了引桥承台混凝土中氯离子含量计算值,其计算值与实测值吻合较好,可用于实体工程混凝土结构的耐久性评估,评估结果显示采用粉煤灰高性能的桥梁典型构件满足100年设计使用寿命的要求。

关键词:粉煤灰;混凝土结构;耐久性;现场检测;使用寿命

杨海成,胡正涛,于方,范志宏.海水环境粉煤灰混凝土结构耐久性现场检测与评估分析[J].海洋工程,2019,37(2):104-111.

深海氮气浮标运动特性分析

陈丹峰1, 2, 邹一麟3, 曾  铮1, 2, 魏照宇1, 2, 姚宝恒1, 2, 连  琏1, 2

(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240; 2. 上海交通大学 海洋研究院,上海 200240; 3. 中国船级社 武汉规范研究所,湖北 武汉 430022)

摘要:氮气浮标是一种新型的剖面浮标,通过增加蓄能器作为被动浮力调节模块,可以利用海洋压差实现更有效率的剖面运动。由于蓄能器的加入,氮气浮标的运动特性相对于常规浮标有所变化。基于一款深海剖面浮标,利用理论分析和运动仿真的方法研究了氮气浮标的运动特性,对氮气浮标主动体积改变量与剖面运动深度之间的对应关系、氮气浮标的剖面运动形式以及氮气浮标的定深悬浮稳定性进行研究。研究表明,氮气浮标只需要主动对浮标体积做较小的改变即可完成同等深度的剖面运动,节省了浮标完成一次剖面运动的能量消耗。但蓄能器的引入增加了浮标完成剖面运动需要的时间,且给浮标的运动带来了突变性和不稳定性。

关键词:氮气浮标;剖面运动;定深悬浮;蓄能器;悬浮稳定性

陈丹峰,邹一麟,曾铮,魏照宇,姚宝恒,连琏.深海氮气浮标运动特性分析[J].海洋工程,2019,37(2):112-119.

基于现场试桩的海上大直径桩侧摩阻力研究

熊  根1,张俊臣2,金  超2,赵松烈2,李  炜1,周  永1

(1. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122; 2. 国电电力浙江舟山海上风电开发有限公司,浙江 舟山 316131)

摘要:海上风机基础长期受到巨大的水平荷载和倾覆力矩,设计的基础结构需要具有足够的刚度和抗压强度来抵抗风、波浪、海流等环境荷载。依托某海上风电场试桩工程,通过现场基桩轴向抗压静载试验,分析土层的荷载位移曲线,并根据位移突变段确定基桩的极限荷载。借助拟合法和API规范法,分别得到τ-s曲线,从而计算出基桩的极限侧摩阻力以及初始刚度。分析对比可以看出软黏土土层和砂土土层在不同深度通过拟合法和API规范法计算得到的结果不同,二者有不同的适用范围。因此需要进一步研究桩基侧摩阻力的各种确定方法,才能最大限度地开发利用桩基的承载能力。

关键词:大直径桩;现场试验;桩侧摩阻力;拟合法;API规范法

熊根,张俊臣,金超,赵松烈,李炜,周永.基于现场试桩的海上大直径桩侧摩阻力研究[J].海洋工程,2019,37(2):120-126.

AUV水下对接装置控制系统设计

李默竹1,郑  荣1,魏奥博1, 2,梁洪光1,国婧倩1, 2,吕厚权1, 2

(1. 中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016; 2. 中国科学院大学,北京 100049)

摘要:自主式水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)在航行使命结束后需要回收至甲板或陆地进行补给和维护。为避免重复布放回收所带来的不便,根据锥形导向式回收原理,针对水下对接装置及其控制系统进行了设计。水下对接装置控制系统由水面控制终端,水下控制系统和水下外部设备等部分组成,使用超短基线引导AUV进入指定区域,在对接过程中依靠行程开关和无线电反馈的信息判断AUV的相对位置及状态,并通过驱动相应的液压机构对AUV姿态进行校正和固定,进而完成对接过程。水下对接装置在千岛湖进行了试验,在吊装水下7 m的情况下实现了AUV的水下对接,并利用湿插拔电连接器完成了对AUV的有线充电和数据上传。试验验证了对接方案的可行性以及控制系统的稳定性,为将来AUV能够进行长时间、不间断航行提供了可能。

关键词:自主式水下机器人;水下对接装置;控制系统;水下充电;对接控制流程

李默竹,郑荣,魏奥博,梁洪光,国婧倩,吕厚权.AUV水下对接装置控制系统设计[J].海洋工程,2019,37(2):127-137.

多目标优选水下采油设施下放方法评价指标体系

徐孝轩1,赫东海2,段梦兰2,邱伟伟1

(1. 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083; 2. 中国石油大学(北京) 海洋工程研究院,北京 102249)

摘要:水下采油设施下放是海上油气工程开发中的重要环节。经过长期发展,人们已研究出多种下放方法,但如何优选恰当的下放方法是尚待解决的问题。考虑海洋环境中可供数据源的复杂性、不确定性与不完整性,多目标、主客观要素并重是优选方法设计的重要准则。针对水下下放方法优选特点,建立对应评价指标体系。考虑评价指标体系多目标优选决策的特点,提出多目标非均一化灰色关联度模型;为更好地体现主客观要素并重并辩证表达决策者的主客观偏好,在非均一化处理中,运用回归原理与靶向偏差评价思想,提出变系数主客观权值修正模型。最后结合具体案例验证模型的可行性与有效性。结果表明,模型能够满足优选对象要求,对类似多目标主客观评价优选模型的建立具有一定借鉴意义。

关键词:多目标;优选评价;主客观赋权修正;灰色关联度模型;水下采油设施;下放方法

徐孝轩,赫东海,段梦兰,邱伟伟.多目标优选水下采油设施下放方法评价指标体系[J].海洋工程,2019,37(2):138-149.

马里亚纳海沟表层沉积物物理性质与微观结构初探

戴  旭1,单仁亮1,孔祥松1,阳  宁2,孙  嵩1

(1. 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083; 2. 中国科学院 深海科学与工程研究所,海南 三亚 572000)

摘要:针对取样于141°48.700 8′E,11°11.698 8′N,深度为8 638 m的马里亚纳海沟海底表层沉积物,考虑该沉积物中的孔隙水为海水,提出一种测定其基本物理性质指标的修正方法,并测定其相关的物理性质指标,最后通过扫描电子显微镜观察其微观结构。研究结果表明:本次取样处的深海海底表层沉积物具有极高的含水率、高孔隙率、低密度、低比重、高饱和度等特性。考虑海水中盐分影响的修正后,该土样的含水率比修正前提高了11.68%,比重比修正前降低了7.66%。该沉积物显微结构以絮凝结构为主,中间夹杂着大量多孔隙的硅藻碎片和生物体的空壳,这使得该沉积物中的孔隙数量增多。研究结果将有助于了解马里亚纳海沟地区的深海沉积环境和历史,为深海集矿车的设计提供参考。

关键词:马里亚纳海沟;深海稀软底质土;物理性质;盐分修正;微观结构

戴旭,单仁亮,孔祥松,阳宁,孙嵩.马里亚纳海沟表层沉积物物理性质与微观结构初探[J].海洋工程,2019,37(2):150-156.

【关闭窗口】【返回顶部】【打印文章】

相关文章  
·《海洋工程》2019年第1期中文摘要
·央视网:重庆在12个区县试点农村饮水安全巩固提升工程
·《岩土工程学报》2019年第4期中文摘要
·《岩土工程学报》2019年第3期中文摘要
·中交第三航务工程勘察设计院有限公司杨晖董事长一行访问我院
最新文章  
总访问量:
Produced By 大汉网络 大汉版通发布系统