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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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    基于HSS模型海上风电桶形基础水平循环承载特性对比研究

    寇海磊房伟伟徐祥程安兆暾...
    1-12页
    查看更多>>摘要：采用土体本构模型对黏土中的桶形基础进行了有限元模拟,以研究桶形基础的水平循环承载特性.利用有限元方法模拟了在不同单调组合荷载作用下黏土中的桶形基础离心机试验,与试验结果对比验证了使用小应变硬化土(HSS)本构模型的适用性.在此基础上,基于HSS模型和硬化土(HS)模型对比研究了不同循环荷载和小应变模量对桶形基础累积转角、旋转中心和桶-土相对刚度的影响.结果表明,黏土中桶形基础的累积转角随着循环次数和水平荷载的增加而增加,然而每个循环中累积转角的增加逐渐减小.另外,提出了Tb和ζb之间的拟合关系式预测黏土中桶形基础的累积旋转.无论处于疲劳极限状态(ζb=0.3)还是正常使用极限状态(ζb=0.5),旋转中心类型都是从深中心变为浅中心.桶-土相对刚度随循环次数的增加而减小,并且循环荷载越大刚度衰减越大.另外,小应变模量对基础累积转角和桶-土相对刚度有较大影响而对旋转中心无显著影响.与已有的研究结果对比发现,HSS模型更加适用于精细化设计.

    海上风电桶形基础水平循环荷载HSS模型累积转角旋转中心桶-土相对刚度

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    海上风电单柱复合筒型基础吸力沉放特性研究

    张浦阳张一博校建东乐丛欢...
    13-20页
    查看更多>>摘要：单柱复合筒型基础作为一种新型海上风机基础结构,在中国海上风电抢装潮中得到了广泛的应用.针对单柱复合筒型基础在土体中的下沉特性,在室内进行了小比尺物理模型试验.试验中采用抽水负压下沉的方式,选取结构总重量作为主要变量,得出结构的下沉时程曲线,随着结构重量增加,结构下沉所需要的总时间减小,自重下沉阶段占比增加;总结了下沉过程中的结构倾角变化规律,入土瞬间倾角较大,自重下沉阶段结构的倾斜情况受土质均匀性的影响表现得比较复杂,仅通过抽水阀门的调节倾角难以恢复,负压调平效果明显;得出下沉过程中舱内孔隙水压力的变化规律,舱内孔隙水压力随下沉过程逐渐减小,自重下沉阶段孔隙水压力对土体扰动相对较小;土体中下沉渗流减阻效果十分明显,渗流方向为自舱外沿筒底部流向舱内.

    海上风电单柱复合筒负压下沉压载渗流减阻

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    四浮筒半潜式海上风机基础水动力性能分析

    刘志成张建华孙科张艺巍...
    21-34页
    查看更多>>摘要：参照三浮筒式OC4半潜式风机基础,设计了四浮筒式浮式风机基础.建立三浮筒式OC4半潜式风机基础与四浮筒式浮式风机基础水动力模型,利用AQWA软件分析四浮筒式浮式风机基础相关水动力参数,并将四浮筒式浮式风机基础与三浮筒式OC4半潜式风机基础进行不同工况下的时域分析对比,探究两者间性能差异.结果表明,四浮筒式浮式风机基础具有良好的水动力性能,相较于三浮筒式OC4半潜式风机基础,其在纵荡、横荡、纵摇、艏摇4个自由度方向上的运动响应以及缆绳张力方面存在优势.

    浮式风机半潜式风机基础海上风电海上风机时域分析频域分析四浮筒

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    大型漂浮式风机塔架系统固有频率快速评估方法

    王月程正顺崔明浩杨灿...
    35-43页
    查看更多>>摘要：漂浮式风机塔架为细长高耸柔性结构,受风、浪、风轮旋转等多源复杂激励作用,塔架固有频率和模态的准确评估是漂浮式风机系统设计的关键环节.针对当前漂浮式风机塔架的模态分析大多基于塔底固定假设,未考虑浮式基础和风机正常作业的影响.提出了一种准确高效的大型漂浮式风机塔架固有频率快速评估方法,分析了漂浮式风机塔架固有频率的变化特性及规律.结果表明:当风机处于停机状态时,塔底固定的简化模型得出的塔架固有频率存在约10%的偏差,塔架固有频率评估需考虑浮式基础的影响;当风机处于运转状态时,上部风轮气动附加质量效应导致塔架的固有频率略有减小.研究结果可为漂浮式风机塔架以及控制策略的设计提供参考.

    漂浮式风机塔架固有频率频域计算方法气动附加质量

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    基于MPS方法的固定半潜式平台波浪爬升数值模拟

    吴萌萌王尼娜万德成
    44-56页
    查看更多>>摘要：在波浪与半潜式平台相互作用的情况下,波浪会沿着平台立柱爬升,并对平台立柱产生砰击作用.在极端情况下,波浪甚至可能砰击至平台下甲板,严重影响平台的安全.因此,对于半潜式平台设计来说,准确预测平台在波浪中的波浪爬升和砰击效应具有重要意义.采用无网格粒子法求解器MPSGPU-SJTU对波浪作用下的固定半潜式平台问题进行了数值研究,将MPS(moving particle semi-implicit)方法与GPU(graphics processing unit)并行加速技术相结合,并将其应用于规则波作用下的固定半潜式平台波浪爬升与波浪砰击问题的数值模拟.3种不同波高的规则波波浪被应用于半潜式平台数值模拟中,随着波高的增加,平台下甲板更多区域受到了波浪的砰击,同时平台设置的测压点处压力峰值也随之增大.

    MPS方法固定半潜式平台GPU并行加速技术波浪爬升波浪砰击

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    基于离散度聚合算法的海洋核动力平台拖航作业风险分析

    郭冲冲武文华吕柏呈曹光明...
    57-68页
    查看更多>>摘要：为了解决海洋核动力平台(MNPP)在拖航作业中面临的风险问题,提出了一种基于离散度聚合算法(DAM)的拖航作业风险分析方法.该方法采用故障树表示风险系统的层次关系,并映射为动态贝叶斯网络(DBN)结构;采用模糊集理论和专家评价克服缺乏客观统计数据的局限,基于离散度聚合方法确定模糊动态贝叶斯网络参数.针对建立的模糊动态贝叶斯网络模型,进行影响强度分析、因果推理分析、诊断推理分析和敏感性分析,得到拖航作业过程中最可能出现的风险路径、事故动态演化过程以及关键风险因素等.同时,给出了针对性风险控制措施,为现场作业和管理人员提供参考.

    海洋核动力平台离散度聚合算法动态贝叶斯网络拖航作业风险分析

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    高海况下柔性网具与刚性浮体打捞试验研究

    高瑞王杉王一帆
    69-77页
    查看更多>>摘要：高海况下的浮体打捞回收作业是航天工程海上着陆场的重要保障,基于物理模型水池试验方法,开展5级海况浪流条件下的单独网具试验以及浮体进网试验并进行对比分析,得到网具在高海况下的力学特性及捕获影响因素.结果表明,浮体进网时网具受力最大值为单独网具时网具受力的2倍左右;在没有提上纲绳辅助作用下,0.60 m/s相对速度下容易捕获失败,1.11 m/s及以上相对速度基本能够捕获成功,提上纲绳能显著提升低速下的捕获成功率;临界打捞速度为2.06 m/s,当超过该相对速度时,网具受力将大幅增加.

    高海况柔性网具打捞试验刚性浮体捕获成功率浮体打捞

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    基于立体视觉的聚焦波作用下方形立柱近场波浪的三维测量

    李德玉肖龙飞魏汉迪李琰...
    78-85页
    查看更多>>摘要：准确测量结构物的近场波浪演化是研究波浪与结构物相互作用问题的一个重要前提.针对固定方形立柱的聚焦波试验,提出基于立体视觉的近场波浪测量方法.使用轻质泡沫颗粒制成的标记网来标记波面以获得有丰富纹理的波面图像,在立柱前后各布置一个双目系统,全方位覆盖立柱周边区域,重建出聚焦波作用过程中立柱周围的三维波浪场,从空间分布的角度研究波浪爬升的三维演化.从连续图像序列的处理中可提取出波浪时历,与浪高仪的测量结果吻合良好.结果表明,立体视觉方法可以准确重建结构物的近场波浪演化,测量极端波浪下的波浪爬升.

    波浪场测量三维重建立体视觉方形立柱图像分割聚焦波波浪爬升

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    带翼排桩式防波堤水动力特性研究

    缪银琦赵西增殷铭简刘必劲...
    86-95页
    查看更多>>摘要：带翼排桩式防波堤能够有效沟通港池内外水体、维护水域环境,是一种环境友好型防波堤结构,在海岸工程领域有广阔的应用前景.采用模型试验与数值模拟方法,开展带翼排桩式防波堤的水动力特性研究.通过实验室水槽模型试验,分析翼板宽度Bw与翼板入水深度Hw对防波堤透反射系数及耗散系数的影响,同时基于大涡模拟(LES)建立数值波浪水槽,讨论规则波与防波堤相互作用过程中的桩周涡流、射流场演化过程.结果表明,不同的翼板宽度、入水深度设置会对防波堤透反射系数产生影响,且不同波长的规则波受翼板影响会呈现出不同的耗散结果;带翼排桩能够有效扰乱规则波的流场,形成不同形态的涡流,耗散波浪能量;当翼板入水深度较大时,翼下射流沿桩底水平发展,且强度大、控制距离远,该射流或成为桩底附近泥沙运动的重要动力.

    排桩式防波堤带翼排桩透反射系数涡流与射流规则波

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    粗颗粒-壁面碰撞试验分析及随机反弹模型构建

    王华昆刘方舟高婧余杨...
    96-109页
    查看更多>>摘要：为了揭示深海采矿水力输送过程中不规则粗颗粒与壁面碰撞的特征,建立了相应的随机反弹概率模型,为粗颗粒与壁面相互作用的数值分析提供了基础模型.采用粗颗粒自由落体试验和图像识别技术,对不同入射速度和入射角度下粗颗粒的随机反弹过程进行了试验研究.通过自定义MATLAB程序实现了粒子运动参数的自动提取与分析.基于概率统计分析和非线性回归方法,建立了不同入射速度和入射角度下粗颗粒随机反弹的解析预测模型.最后进行数值模拟,获得特定撞击条件下颗粒的随机反弹信息,并将文中模型预测与现有研究中模型给出的预测进行了比较.研究表明:正态分布和广义极值分布均可较好地描述粗颗粒随机反弹运动特征;粗颗粒在低入射角碰撞下除反弹模式外还有滑移-偏转的模式,随入射角的增加,随机反弹角的均值先略有下降,然后逐渐增加,而反弹角的离散度随入射角增加呈指数增加;对于速度恢复系数,随着入射角的增加,能量耗散增加,速度恢复系数减小,恢复系数的离散度略有增加;随着入射角的增加,角速度变化的均值遵循半正弦波函数,当入射角为45°时旋转最显著,旋转角速度的标准差先增大后减小.此外,数值重构时,应使用截断值以避免不合理的样本数据.

    粗颗粒随机反弹图像识别概率模型深海采矿

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