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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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    考虑刚柔组合的海岸复合型植被消波特性研究

    王永胜周曾刘治宇陈俊昂...
    110-118页
    查看更多>>摘要：海岸植被在消减波浪能量方面发挥着重要作用,植被消波是海岸生态防护的重要形式.以广州市南沙区龙穴岛北部近岸水动力特征为基础,通过波浪水槽物理模型试验探究不同淹没度、入射波高及柔性植被宽度比条件下单一型植被(柔性、刚性)和复合型植被(刚柔组合)消浪效果.研究结果表明:当淹没度α=0.67(低于树冠形心处淹没度0.03即水深略低于树冠形心)或α>1.00(水深高于树冠顶部)时,单一型刚性植被消浪效果最优;当淹没度α增大至0.78和0.83(分别高出树冠形心处淹没度0.08和0.13)时,柔性和刚性复合型植被消浪效果更好.随着波高的增大,单一型植被与复合型植被的消浪效果均增强.柔性植被宽度比值B/B0对植被消浪系数K的影响与淹没度和波高有关:当α<1.00时,消浪系数K随B/B0的增大先增大后减小;当α=1.00时,消浪系数K随B/B0的增大先减小后增大再减小,且均在B/B0时消浪系数达最大;当α>1.00时,消浪系数K随B/B0的增大呈现减小的变化趋势.研究可为当地植被生态护岸工程建设提供理论支撑.

    植被消波消浪效果复合植被柔性植被海岸防护淹没度

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    波流作用下砂泥复合型海滩砂泥转换带迁移研究

    祝潇梁慧迪陈维时连强...
    119-129页
    查看更多>>摘要：为研究波流耦合作用下复合型海滩砂泥转换带(SMT)的迁移规律,建立了洞头区人工沙滩的多组分泥沙动力地貌概化模型,并采用工程后人工沙滩实测剖面冲淤数据进行了模型验证.通过对比不同水动力条件下沙滩地形变化及沉积物演变,分析了SMT迁移对各水动力条件的响应.模拟结果表明:人工沙滩在拦沙堤和岬角的掩护下滩面普遍呈淤积态势,湾内岸线稳定.然而由于拦沙堤波影区波浪动力削减,造成沙滩滩面泥化,SMT逐渐向岸移动,砂质滩面面积缩小约40%.SMT与潮汐、波浪关系密切,在潮波比值小于25时,SMT相对高程取决于潮汐和波浪的共同作用,与潮差呈正比、与波高呈反比.而在潮波比值大于25时,波浪作用几乎可以忽略,SMT高程取决于平均高潮位.此外,当波浪垂直于岸线时,沙滩泥化程度最低,SMT均匀分布在沙滩-潮滩交界面附近,随着水体含沙量(体积分数)的增加,波浪暴露区域SMT逐渐向岸迁移.

    沙滩泥化砂泥转换带波流作用砂泥复合型海滩人工沙滩

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    波浪作用下小尺度多船并排锚泊横摇运动试验研究

    孙一艳熊玉章安旭婷于德双...
    130-140页
    查看更多>>摘要：采用物理模型试验方法研究双船、三船和四船并排锚泊时各船的运动量,并与单船艏艉锚泊情况进行了对比,重点分析了横浪作用下各船的横摇运动规律,探究了波浪周期和并排锚泊船数对多船并排锚泊时横摇运动的影响.结果表明,多船并排锚泊时,横摇运动响应随着波浪周期的增大而逐渐减小.双船并排锚泊时,横摇运动响应同单船相比减少了40%～50%;三船和四船并排锚泊时,横摇运动响应同单船相比减少50%～60%,四船并排锚泊时横摇运动响应减小的幅度与三船并排时相比差别不大.

    小尺度渔船多船并排艏艉锚泊横摇运动响应并排锚泊船数波浪周期

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    不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响研究

    谭康力谢伟刘祖源解学参...
    141-149页
    查看更多>>摘要：通过数学模型进行船舶操纵性预报是常用的方法,以往的约束模试验通常仅在设计航速下进行,且MMG船舶操纵运动模型通常认为螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可以忽略.但船舶在实际操纵运动的过程中航速会发生很大变化,螺旋桨对船舶操纵水动力的影响可能变得不可忽略,因此有必要开展相关船舶操纵水动力的研究.以KVLCC2为研究对象,对其裸船体、船-舵、船-桨和船-桨-舵系统分别进行不同航速下的约束模试验数值模拟,研究了不同航速下螺旋桨对船舶操纵水动力的影响.研究结果表明:螺旋桨对船舶操纵水动力的影响不可忽略,该影响随着船舶航速的减小而增大,但舵的存在会减弱其影响;螺旋桨对舵效有着较大影响,该影响随着船舶航速的减小也会明显增大.因此在进行船舶操纵性研究时,有必要进行非设计航速下的相关约束模试验.

    约束模试验螺旋桨影响船舶操纵设计航速船-桨-舵系统

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    深海采矿中不同成分底质对羽流触发的影响

    金小栋陈旭光刘金忠刘茜茜...
    150-163页
    查看更多>>摘要：深海采矿时羽流生成的主要原因在于采集过程中集矿车行走及采集对深海沉积物的扰动.沉积物受扰动后产生羽流,所以可以推断沉积物的物理性质可能对羽状流的生成存在影响.目前,通过已知研究发现,沉积物的抗扰动性主要由沉积物的强度所决定,而研究沉积物的强度必须先了解沉积物的结构.由于深海沉积物处在特殊深海高压含盐环境中,沉积物在沉降过程中形成了特殊的絮状连接结构,土颗粒之间产生胶结作用.胶结作用的强弱以胶结力的形式包含在沉积物所具备的黏聚力中,所以可以假定沉积物的胶结作用会影响沉积物的强度,进而影响羽流的触发.然而不同区域深海沉积物含水率及成分均有所差异,无法对沉积物的胶结作用进行定量分析,因此需通过试验探究不同成分底质的胶结作用强弱随底质成分的变化以及不同底质下羽流的触发规律.首先,选取碳酸钙质量分数与含水率作为变量,选取多种不同成分的模拟底质,探究胶结作用随土体成分的变化规律.其次,开展单射流冲击模拟底质模型试验,观测羽流的触发量与土体成分间的关系.研究结果表明:在射流冲击作用下羽流的触发量与冲击底质的胶结作用有关,模拟底质的胶结作用随着含水率的增大而减小,随着底质中碳酸钙质量分数逐渐增大,胶结作用呈现先增大后减小的趋势.研究结果将为集矿车采集过程中控制羽流触发以及水力采集参数优化提供理论依据.

    深海采矿羽流深海沉积物胶结作用单射流冲击

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    深海采矿系统分离式和组合式布放对比研究

    孙思宇梁旭吴延斌游鹏...
    164-176页
    查看更多>>摘要：深海大洋中蕴藏着丰富的矿产资源,如果能实现商业化开采将成为解决能源危机的潜在途径.对矿物进行开采的前提是将采矿设备安全、精准地布放在指定地点,目前提出分离式和组合式2种布放方案,但二者优劣还未可知.基于集中质量法分别建立分离式和组合式深海采矿系统布放模型,根据矿物属性设置1 500、3 000和4 500 m水深3种工况,对2种布放方式进行对比研究.结果表明:1)分离式布放能更好地控制采矿设备位移精度,与组合式布放相比,采矿车精度可平均提高9.92%,中继舱可平均提高11.38%,组合式扬矿管底端弯矩明显大于分离式,平均为分离式的3.5倍,若对布放精度要求较高可优先考虑分离式布放;2)分离式布放遭遇复杂海况时软管和布放缆易发生绞缠,最大绞缠力可达20.91 kN,可能引起管线磨损、破断,因此海况较为复杂时可优先考虑组合式布放.

    深海采矿布放系统分离式组合式集中质量法

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    霍尔锚落锚对水下沉箱位移影响数值分析

    王忠畅李书兆王丽勤王忠涛...
    177-187页
    查看更多>>摘要：应用沉箱保护水下生产系统时,海底管线和沉箱间跨接管与沉箱内部的管汇采用的往往是刚性连接,一旦沉箱基础位移超过设计允许值将会使管汇与外部管缆变形不协调,严重时将导致管线断裂并发生漏油等重大工程事故.通过耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)方法采用ABAQUS有限元软件建立霍尔锚紧急落锚对水下沉箱位移影响的计算模型,在与模型试验结果对比验证数值模型可靠性的基础上,模拟了贯入速度区间为6～22 m/s、落锚间距为1～5倍锚长的102组不同工况下船舶落锚过程对水下沉箱位移的影响.结果表明,水下沉箱位移随锚贯入速度的增大而增大,随落锚距离增大而减小.根据数值计算结果和影响因素分析,提出了水下沉箱位移的预测方法和不同贯入速度下安全落锚距离的计算表达式.

    霍尔锚落锚距离水下生产系统沉箱位移深海油气

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    砂土中多锚片螺旋锚上拔承载力计算方法研究

    李逸奇胡伟杨枭黄勇祥...
    188-196页
    查看更多>>摘要：对于砂土中多锚片螺旋锚上拔承载机理和承载力学模型的研究,目前存在人为引入临界值将连续演化问题分割为特殊工况,但临界值取值标准又难以形成统一认识的问题.基于数值模拟分析了砂土中螺旋锚锚周土体滑动面的连续演化规律和理论表征方法,并进一步研究砂土中多锚片螺旋锚上拔力学模型和上拔承载力计算方法.所得主要结论为:1)多锚片螺旋锚上层锚的承载性状仅与其埋深比有关,与单锚表现一致;2)随着间距比的增大,下层锚承载性状受间距比的影响逐渐减小,直至独立承载;3)各层锚片锚周土体滑动面均可用椭圆的部分圆弧刻画,间距比很小时,椭圆的长短轴比取决于间距比而与埋深比无关,其余情况下椭圆的长短轴比均随埋深比的增大而减小;4)多锚片螺旋锚的上拔承载力学模型可通过各层锚的承载模型组合而成,下层锚力学模型的演化受埋深比和间距比的影响可分为3个连续阶段;5)与3个试验案例的对比计算证明了连续演化+组合式力学模型构建思路的合理性,相应的承载力计算方法也具有较好的精度和稳定性.

    多锚片螺旋锚埋深比间距比滑动面力学模型上拔承载力

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