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期刊信息/Journal information
海洋工程
海洋工程

左其华

双月刊

1005-9865

oesjtu@sjtu.edu.cn

025-85829332

210029

南京市广州路223号

海洋工程/Journal The Ocean EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1983年，是一种既有理论又有应用科学的综合性技术科学刊物。贯彻双百方针、交流科研成果，开展学术讨论、沟通科技情报，以促进我国海洋工程科学的不断发展。欢迎海洋工程方面的专家和学者投稿。
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    部分反射直墙前二维物体的绕射和辐射问题

    滕斌赵正阳
    1-11页
    查看更多>>摘要：基于映像理论将部分反射直墙前物体的散射问题,等效于开敞水域中原物体的散射和关于直墙映像体散射的线性叠加进行求解.采用高阶边界元方法建立了部分反射直墙前二维任意形状物体波浪绕射和辐射问题的数值分析模型,通过与已发表的海底方箱和淹没圆柱结果的对比验证了数值模型的准确性.应用该模型研究了直墙反射系数幅值及相位、方箱与墙间距离等参数对水面方箱上波浪激振力、附加质量和辐射阻尼的影响.结果表明:直墙反射系数幅值越大,波浪激振力、附加质量和辐射阻尼的波动越大,附加质量在一些频率下出现负值;相位角的变化会改变波浪激振力、附加质量和辐射阻尼曲线的偏移,在低频区对升沉附加质量有显著影响;方箱距离直墙越远,方箱上的波浪激振力、附加质量和辐射阻尼随波数振荡的频率越快,峰值频率向低频侧移动.

    部分反射直墙二维物体波浪激振力水动力系数映像原理边界元方法

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    海洋内孤立波作用下潜体运动响应特性研究

    宣谱杜辉史剑彭湃...
    12-25页
    查看更多>>摘要：2021年4月印度尼西亚海军"南伽拉402"号潜艇在巴厘岛以北约60海里(111.12 km)处发生沉没,分析表明大振幅海洋内孤立波作用可能是事故原因之一.基于大振幅内孤立波eKdV理论与Morison公式建立了内孤立波作用下潜艇的运动学模型,揭示不同内孤立波振幅、潜艇潜深条件下潜艇的运动响应特性,进一步说明内孤立波可能造成印度尼西亚潜艇失事.结果表明:内孤立波对潜艇的运动状态产生巨大影响.垂直方向上潜艇在短时间内产生大幅度掉深,而水平方向上其运动方向在密度界面上或界面处与内孤立波传播方向一致,界面下则相反,且内孤立波产生的垂向力矩可能造成潜艇倾覆.不同波幅、潜深下潜艇表现出不同的运动响应规律.研究表明印度尼西亚潜艇失事可能是潜艇执行任务过程中遭遇了较大振幅内孤立波,导致其发生大幅度、迅速掉深.

    内孤立波eKdV理论Morison公式运动响应潜艇失事

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    水牛蹄型深海集矿机履齿设计及牵引性能研究

    丁聪陈旭光刘学麟刘茜茜...
    26-41页
    查看更多>>摘要：作为深海采矿系统的重要组成部分,深海集矿机的技术研究和开发一直是许多国家的难题.为了提高深海集矿机在稀软沉积物上的牵引性能,基于水牛蹄的曲面结构特征和特殊几何结构,设计了一款仿水牛蹄蹄型履齿.以该款履齿的结构参数为研究对象,通过对朗肯被动土压力理论的优化,得到了仿水牛蹄蹄型履齿的牵引力解析解,建立了对应的履齿仿生参数对履齿牵引力的影响公式.结合正交试验方法进行了不同形式履齿在沉积物上运动的单、多履齿剪切试验,将仿水牛蹄蹄型履齿与直型履齿、仿水牛蹄轮廓履齿(另一种仿生履齿)进行对比试验,并通过模型车试验验证了该款履齿的可行性.结果表明:3种履齿中,仿水牛蹄蹄型履齿提供的最大牵引力最高.研究可为进一步优化仿水牛蹄蹄型履齿结构参数和提高深海稀软底质机械的牵引性能提供参考依据.

    深海采矿行走履带仿生履齿结构设计稀软沉积物最大牵引力

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    深海悬垂取水管振动特性研究

    李京京刘明月郭琳
    42-55页
    查看更多>>摘要：深海悬垂取水管的设计趋向于大直径、高内流流速,内流对取水管振动特性的影响不可忽略,分析内部流动引起的管道动态失稳行为以及评估失稳临界流速具有重要工程意义.基于小尺度模型试验,研究内流对深海悬垂取水管道振动特性的影响规律,结果表明:随着内流流速增加,取水管模型会发生动态失稳行为,表现为一种间歇性的近周期运动,该运动主要由管道一阶弯曲模态引起的不稳定性诱导.管道材料、顶端连接方式及底部配重块均影响其动态稳定性,顶端固定连接时质量比小的管道更易发生动态失稳;顶端变为铰接时,质量比大的管道失稳临界流速变小,质量比小的管道失稳临界流速变大.相比顶端边界条件,底部配重块对管道失稳临界流速影响不显著但可以减小其振动幅值.

    悬垂取水管动态失稳临界流速评估试验研究

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    OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究

    林琳陈明杨杨鹏张洁...
    56-67页
    查看更多>>摘要：漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全.同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应.采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷.并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑.

    风能浮式平台水弹性波浪载荷浮式风电

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    基于多平台训练的海洋平台极短期运动预报研究

    潘文寅郭孝先李欣
    68-79页
    查看更多>>摘要：在风浪流等环境条件的共同作用下,浮式海洋平台会在六自由度方向上进行摇荡运动,进而对海上作业安全构成了严峻的威胁.准确的运动极短期预报,可以作为输入条件,提高运动补偿装置的性能;另一方面也可以提供及时的实时预警信息,指导安全作业.深度学习算法是指模型通过对现有的数据进行学习,在大量的训练后使得其能够提取到数据的特征,进而能够根据输入数据对未来进行预测.通过对若干海洋平台的模型试验数据进行学习,建立了基于长短期记忆神经网络(LSTM)的深度学习模型.模型实现了对未来20～40 s内的垂荡和纵荡运动的精确预报,预报精度总体可达到80%～90%以上,并以此对模型的输入、输出窗口长度以及波浪相位差开展了敏感性研究.通过多平台混合训练得到了输入、输出窗口长度以及波浪相位差三者间的合适比例关系,并以此为基础拓展了预报时间长度,为深度神经网络模型给出了推荐的构型参考.

    浮式半潜平台极短期预报深度学习LSTM数据集

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    基于全耦合模型的海上吊装作业动力响应特征研究

    车巨鹏宋宪仓陶伟王树青...
    80-92页
    查看更多>>摘要：针对现有海上吊装模拟方法不能有效考虑浮吊船舶—系泊系统—吊物系统之间的动态耦合,难以实现基座回转、吊臂变幅连续模拟问题,基于Matlab/Simulink、ADAMS联合仿真平台建立了海上吊装作业全耦合动力分析模型,探究了中长周期波作用下波浪周期、吊缆收放、基座回转、吊臂变幅等参数变化对吊装作业系统动力响应的影响规律.结果表明,波浪周期接近吊物系统固有周期时会引发共振,导致吊物摇摆幅值显著增加.基座回转、吊臂变幅等因改变了吊物的空间位置从而引发了浮吊船舶倾覆力矩的变化,进而对浮吊船舶运动响应产生显著影响.当基座回转90°后,浮吊船舶的横倾角增加约2.74°.

    海上吊装作业全耦合分析模型动力响应特性大幅摇摆运动中长周期波浪

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    基于弹簧—阻尼理论的海上变电站动力特性研究

    刘兵陶安郝俊飞杨敏...
    93-104页
    查看更多>>摘要：近年来,随着海上风电的迅速发展,海上变电站的建设也逐渐兴起.然而,错综复杂、瞬息万变的海洋环境对变电站的安全性和稳定性提出了严峻的挑战,因此有必要加强对变电站分析和研究的重视.为了提高变电站数值模型分析的效率,研究以海上风电场变电站为中心,采用ABAQUS建立了实体土有限元模型和基于弹簧—阻尼理论的有限元模型,以模拟桩土相互作用.随后进行了模态分析、风浪流响应分析和地震响应分析研究.研究结果表明:使用两种模型进行模态分析得出的振型非常相似,频率误差小于5%.此外,在承受风和波流荷载时,两种模型得出的变电站结构响应具有显著的一致性.在地震荷载作用下,两个模型中样本点位移时程曲线的相位频率与测量数据非常接近.值得注意的是,基于弹簧—阻尼理论的模型计算出的振幅与地震波测量数据更为接近.此外,弹簧—阻尼理论方法还大大提高了计算效率.

    海上变电站土弹簧桩土相互作用风浪流荷载地震反应

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    不均匀波浪荷载作用下海积软黏土的动力特性

    陈晓波潘晓东
    105-114页
    查看更多>>摘要：为研究饱和海积黏土在均匀与不均匀波浪荷载作用下的循环特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪进行了一系列不排水试验,在相同的初始固结状态下,对试样施加不同最大偏应力qmax、最小偏应力qmin的圆形及螺旋形应力路径的轴—扭联合循环载荷.分析了在考虑主应力轴旋转时,这两种不同应力路径的循环应力比RCS与动应力比δ=qmim/qmax对循环加载期间土体动力特性的影响.试验结果表明:RCS与δ的增大均能提升黏土在波浪荷载下的孔压、轴向应变、双幅剪切应变及其速率,同时也能使土体轴向回弹模量与动剪切模量的衰减更严重,且δ的作用效果会随RCS的增大而增大.当RCS≤0.05时,土体在循环期间保持为"弹性安定或塑性安定"状态;而当RCS≥0.06时,土体会处于"疲劳破坏"或"塑性蠕变"状态,其具体形式由RCS与δ共同决定.土体在循环过程中的轴向回弹模量与动剪切模量近似呈一定比例.

    不均匀波浪荷载饱和黏土循环应力比主应力轴旋转

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    淹没式移动射流对黏性底床开沟试验研究

    陈凌峰赵林石晓龙邹星...
    115-124页
    查看更多>>摘要：以试验方法研究双喷式射流结构对软质黏性底床上可沉降管道移动射流开挖规律.通过黄土、高岭土、水泥配置低剪切强度试验黏土,揭示喷嘴射流速度、喷嘴平移速度对冲坑特征尺寸影响规律.以边界层剪应力分析冲坑形态变化,并引入低射流靶距下反映侵蚀能力强度的回归侵蚀特征值Z进行无量纲化分析.结果表明:双喷式垂直射流形成的冲坑断面轮廓具有中心对称性,移动射流形成的冲坑纵向剖面线具有几何相似性.冲坑特征尺寸随射流速度呈近似线性变化,随喷嘴平移速度增加呈减小趋势.剪切强度增加使得黏土抗侵蚀能力增强,冲坑稳定断面曲线由V形向U形逐渐过渡变化.

    黏性土壤土体剪切强度移动射流射流侵蚀冲坑特征尺寸

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