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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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    卷积神经网络在涌潮冲击桩柱体水动力特性上的应用研究

    王旭屈科杨元平高榕泽...
    108-119页
    查看更多>>摘要：涌潮作为一种特殊的强非线性间断流,携带着巨大的能量.在涌潮区域,桥墩等桩柱式建筑物受到的涌潮冲击作用力巨大,可能对涉水结构造成严重破坏.因此,迅速预测和评估涌潮对桩柱体的冲击作用是预防涌潮破坏工作中的关键部分,对海洋工程建设和人民生命财产安全至关重要.以一维卷积神经网络(CONV1D)为基础,搭建涌潮对桩柱体冲击过程水动力特性演变的预测模型.同时利用开源CFD软件OpenFOAM和Wave2Foam库,建立涌潮数值水槽,通过数值计算得到涌潮对桩柱体冲击的水动力特性数据集.以多测点的水位时间序列为输入样本,完成涌潮对桩柱体冲击载荷的预测和评估.结果表明:该预测模型得到的涌潮对桩柱体的冲击载荷和数值计算结果基本吻合.在最大的误差平方和情况下,模型评估涌潮对桩柱体冲击作用的最大载荷误差平均值为3.69%,最大荷载到达时间误差平均值仅为2.11%;且只需要较少的计算资源便可获得较高的计算效率,能提前准确获取桩柱体所受载荷信息.通过卷积神经网络预测,可以评估灾害发生的可能性,提前采取防御措施,减少灾害造成的损失.

    涌潮卷积神经网络载荷预测桩柱体冲击载荷

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    珠江口及其近海陆架对台风"暹芭"的响应

    池典赐崔永生张光徐天平...
    120-135页
    查看更多>>摘要：台风是一种典型的极端天气过程,往往引发风暴潮、巨浪和强降水,对河口与近海陆架水动力及泥沙输运产生重要影响.以2022年台风"暹芭"为例,采用波-流-泥沙耦合的COAWST(coupled ocean-atmosphere-waves-sediment transport)模型系统,模拟了台风登陆前后珠江口及其近海陆架的动力过程.通过将台风期间与常况下的珠江口及其近海陆架的水动力与泥沙输运过程进行对比,量化了台风对珠江口及近海陆架的温盐、海流、波浪、悬沙浓度以及海底冲淤的影响.结果表明,台风"暹芭"期间近海的波浪作用显著增强,加强了水体的混合,使得底切应力增大,进而增强了河口湾与近海海底泥沙再悬浮.大幅增高的悬沙浓度和海流的增强引发了较强的泥沙输运和辐聚辐散,导致海底地形发生剧烈的冲淤变化.研究旨在加深对极端事件如何影响河口和近海陆架的水动力和泥沙输运过程的理解.

    台风泥沙输运海底冲淤COAWST模拟系统珠江口

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    基于自航性能的渔船船型优化研究

    葛俊宇李广年张起敏郭海鹏...
    136-146页
    查看更多>>摘要：中国作为最大的渔业捕捞国,渔船保有量大,但老旧渔船占比较高,存在性能优化程度不足等问题,因此开展渔船船型的优化研究具有较大的市场和现实意义.基于SBD(simulation based design)技术搭建了船舶水动力性能优化平台.以某渔船为研究对象,借助多种几何重构方法实现全船及尾部区域的半参数化变形,采用体积力法作为自航性能的评估手段,结合Sobol算法和切线搜索法的组合优化策略,开展了基于自航性能的渔船船型优化设计.结果表明,相较于母型船,优化船的自航性能指标改善了6.5%,总阻力减小了2.59%,收到功率减小了0.47%,证明了该优化方法的有效性.

    渔船型线优化自航性能数值模拟

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    浪流作用下多船并排锚泊运动量和锚泊力研究

    孙一艳熊玉章李醒于德双...
    147-158页
    查看更多>>摘要：采用物理模型试验方法,对波浪和水流单独和联合作用下,小尺度渔船单船艏艉锚泊和多船并排艏艉锚泊时各船的运动量和锚泊力进行研究,重点分析了90°横浪横流和0°顺浪顺流两个方向锚泊时流对各船运动量和锚泊力的影响程度.研究结果表明,90°浪流作用时单船的横摇角度同纯浪作用时相比减少30%～60%,多船时各船横摇角度减少10%～70%;当波浪入射周期接近单船横摇周期时,浪流作用下单船的锚泊力约为纯浪作用结果的1.11倍,且随着波浪入射周期的继续增大,流的影响明显增大.0°浪流作用时,并排锚泊渔船各船的纵摇角度同纯浪作用相比减少20%～40%,而各船锚泊力则为纯浪作用结果的1.6～10.0倍,但仍小于90°浪流作用时的对应值.因此,当港内存在浪流同向作用时,建议尽量以0°方向并排锚泊渔船;如果确需90°方向锚泊时,应加强迎浪侧和背浪侧渔船的缆绳强度并关注背浪侧渔船的运动量情况.

    多船并排锚泊物理模型试验浪流单独和联合作用运动量锚泊力

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    "海斗一号"全海深ARV收放装置设计与优化

    陈聪唐元贵陆洋孙天俊...
    159-169页
    查看更多>>摘要：面对深渊等极端海洋环境下的科考需求,自主遥控水下机器人(autonomous and remotely-operated vehicle,简称ARV)凭借其探测范围大和能局部采样作业的综合能力和特点,在深海领域发挥着越来越重要的作用.文章以中国首台具备探测与作业能力的全海深自主遥控水下机器人——"海斗一号"为研究对象."海斗一号"在探测作业时,通过光纤微缆与母船保持实时通信,其特有的光纤压坠器装置对光纤链路的稳定性起到至关重要的作用.基于此,设计了一套"海斗一号"专用的布放回收装置,并探索形成了一套有效的布放回收方法,实现了"海斗一号"与光纤压坠器的安全布放与回收;针对布放回收过程中"海斗一号"的起吊架需应对不同起吊工况的需求,基于"海斗一号"轻量化的设计要求,提出采用多工况拓扑优化设计方法开展起吊架构型设计,对最终设计构型在2种工况下分别进行了有限元数值仿真,进一步完成了压载试验和海试应用验证.结果表明,文中所述"海斗一号"收放装置设计及优化方法切实有效,满足"海斗一号"开展深渊科考时的需求,为ARV布放回收及其装置优化设计提供了工程经验和理论指导.

    自主遥控水下机器人(ARV)布放回收起吊架拓扑优化

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    外压影响下含凹陷深海管道局部屈曲和压缩应变承载力研究

    贾鲁生侯富恒张琦陈严飞...
    170-177页
    查看更多>>摘要：凹陷是海底管道常见的缺陷形式,海床位移与高静水压力易引起管道局部屈曲失效,因此,明确外压与位移作用下含凹陷管道局部屈曲失效机理和压缩应变承载力尤为重要.建立含凹陷深海管道有限元数值模型,研究了弯矩作用下含凹陷深海管道的局部屈曲失效机理,计算了压缩应变承载力,分析了外压和凹陷深度对管道失效模式和管道压缩应变承载力的影响规律.结果表明,凹陷的深度与外压的不同会导致管道的局部屈曲失效模式不同,总体来说,管道的压缩应变承载力随着外压的增大而减小.当外压大于0.1时,凹陷越深管道的压缩应变承载力越大,当外压小于0.1时则相反.最后提出含凹陷海底管道压缩应变承载力的预测方法,为海底管道的完整性评价提供了一定参考.

    深海管道凹陷压缩应变承载力局部屈曲位移控制

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    基于深度学习的活塞式造波机传递函数获取

    魏唯嘉赵西增谢玉林邓龙赐...
    178-185页
    查看更多>>摘要：活塞式造波机广泛应用于波浪水槽中,但由于造波边界的复杂性,其造波传递函数的推导较为困难.基于深度学习技术,提出一种可适用于任意形状活塞式造波机的传递函数获取方法.通过收集造波过程中的流场数据训练神经网络,建立造波机运动速度与造波过程流场变量之间的映射关系,从而拟合出该造波机的传递函数,通过引入流体质量守恒约束项,提高神经网络的物理可解释性;并通过基于OpenFOAM的数值波浪水槽与自主搭建的物理波浪水槽,开展规则波、孤立波与畸形波的造波模拟,验证该传递函数的有效性.结果表明,深度学习能够降低活塞式造波机的传递函数推导难度,并使造波机能实现不同类型波浪的水槽造波.

    造波机活塞式深度学习传递函数物理约束

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    基于OpenFOAM求解器的内部造流系统开发

    朱植阳彭忠李徜徉邓争志...
    186-193页
    查看更多>>摘要：采用开源计算流体力学软件包OpenFOAM,通过质量源造流方程的推导、源区参数设计以及数值水槽边界条件的改进,成功开发了一种基于质量源法的域内源造流数值水槽sklec-Foam.该模型被用于探讨恒定流和非恒定流的生成效果,并与理论值以及olaFlow模型的边界造流法进行了比较.结果表明,基于质量源法的数值水槽模型在造流的精度和稳定性方面表现出色.这一模型为海岸水动力-结构物相互作用研究以及潮滩的保护和服务功能提升提供了科学支撑.

    OpenFOAM内部造流系统质量源恒定流非恒定流数值水槽

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    《海洋工程》2024年总目次,第42卷,第1～6期

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