风向对航母甲板风影响的大涡模拟
袁书生，赵元立，丁伟锋
(海军航空工程学院，山东 烟台 264001)
摘要:采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法，研究了来风风向对航母甲板风的影响，得到了不同来风风向条件下，艏艉对称面附近、甲板上方低场及航母后方某点处压力和垂向速度随时间的变化关系。结果表明：航母有一定角度的侧向风对舰载机起飞有利，右舷风比左舷风有利；从有利于舰载机着舰角度看，右舷来风较左舷来风有利；从舰载机着舰下滑稳定性上看，来风风向角度越小越有利。
关键词:航空母舰；甲板风；大涡模拟；舰载机；来风风向
八角形FPSO与穿梭油轮串靠外输中碰撞风险分析
唐友刚1，肖泥土1，陈勃任，何鑫1，王泳辉2
（1. 天津大学 建筑工程学院水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072;2. 烟台中集来福士海洋工程有限公司，山东 烟台 264000）
摘要:针对300 m作业水深下的八角形FPSO，提出采用穿梭油轮串靠的外输作业方案，研究外输过程中穿梭油轮与FPSO之间由于过分纵荡运动而引起的碰撞风险发生概率。建立由八角形FPSO及其系泊系统、穿梭油轮、系泊大缆等组成的浮式多体系统分析模型，在外输海况条件下，得到穿梭油轮与FPSO间距的时历曲线，结合极值理论，对过分纵荡运动进行预报，进而对外输系统的碰撞风险进行分析；揭示海流的方向变化对于外输系统碰撞风险的影响规律。
关键词:串靠外输；八角形FPSO；极值分布；碰撞风险
基于谱分析法的超大型浮体疲劳强度分析
漆涛1，黄小平2，稽春燕2，李良碧2
(1. 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240; 2. 江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 200135)
摘要:运用ANSYS/AQWA对某超大型浮体平台进行水动力响应计算和结构响应分析，在此基础上选择3个典型疲劳热点区域建立有限元子模型，求出各区域的热点应力传递函数。依据谱分析法的疲劳计算流程对危险节点进行疲劳分析，计算疲劳损伤和寿命。分析结果表明，横浪时对平台造成的疲劳损伤最大。横撑与下浮体围壁连接处以及立柱外壳与上箱体底板连接处这两处的疲劳寿命不满足设计要求。建议对该结构连接处进行改进或重新设计。
关键词: ANSYS/AQWA；超大型浮体；热点应力；疲劳损伤；谱分析法
瘫船稳性第二层薄弱性衡准研究
李昕雪1, 2,3，王迎光1, 2,3
（1. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海200240; 2. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240; 3. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240）
摘要:基于IMO第二代完整稳性草案中瘫船稳性第二层薄弱性衡准的有关研究，分析草案提出的简化计算方法，采用一个单自由度船舶横摇运动微分方程，利用例船CEHIPAR2792数据，编译相应程序，求得不规则横风横浪作用下瘫船横摇运动相应特征，进而计算特定海况下的倾覆概率及特定海区的平均倾覆指数，并与草案值进行对比。分析不同拟合扶正力臂曲线方法和剩余稳性高对计算结果的影响，并对瘫船稳性第二层薄弱性衡准方法进行修改。
关键词:瘫船第二层薄弱性衡准；倾覆概率；平均倾覆指数
圆筒型浮式生产储油平台稳性研究分析
张会良1, 2
（1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200032; 2. 南通中远船务工程有限公司，江苏 南通226006）
摘要:针对圆筒型浮式生产储油平台，对其静稳性曲线做了分析研究，得到了圆筒型FPSO的稳性特点。根据平台实际作业情况，建立了一系列的典型装载工况，分别按照DNV和MARPOL公约稳性衡准的要求，对这些典型工况进行校核，同时得到满足稳性要求的许用重心高度曲线，给平台操作者提供了参考。经过计算，验证了圆筒型FPSO能同时满足DNV和MARPOL公约的稳性要求。最后对影响圆筒型FPSO稳性的主要因素做了分析研究，得到主要影响因素有主船体外形尺寸、装载工况、进水点位置、舱室划分与布置以及风倾力矩等。
关键词:圆筒型FPSO；静稳性曲线；装载工况；许用重心高度
自升式海洋平台关键部位MMM与ACFM联合检测
冷建成，田洪旭，周国强，
（东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江大庆 163318）
摘要:针对传统无损检测方法对自升式海洋平台检测工作量大、费时费力等问题，提出了一种金属磁记忆(MMM)与交流电磁场(ACFM)联合检测的新方法。在简介MMM和ACFM检测机理之后，将其应用到自升式海洋平台关键部位的无损检测中。分别以齿条座板与桩腿之间的T型焊缝和桩腿环焊缝为例，首先通过MMM快速全面扫描待检测表面，基于磁场分布及梯度值确定应力集中部位；在此基础上，利用ACFM方法重点对应力集中部位进行裂纹缺陷的定量化检测，结果表明MMM对应力集中或微观缺陷非常敏感，而ACFM方法可精确给出裂纹缺陷的深度信息，为平台结构的安全可靠运行和维修方案制定提供了方法参考和理论依据。
关键词:自升式海洋平台；金属磁记忆；交流电磁场；无损检测
珠江河口拉格朗日拟序结构及其在浊度锋识别中的应用
詹伟康1,2，韦惺1，叶海彬1，詹海刚1
(1. 热带海洋环境国家重点实验室，广东 广州 510301; 2. 中国科学院大学，北京 100049)
摘要:基于珠江河口水文实测资料和三维水动力数值模型，利用有限时间李雅普诺夫指数提取分析了流场中的拉格朗日拟序结构（LCSs），并结合卫星遥感图像探讨珠江河口LCSs时空分布与其浊度锋的关系。结果显示，河口浊度锋与LCSs在时空上存在很好的契合，LCSs所形成的输运通道与壁垒对河口浊度锋的位置、形态及变化过程有显著影响。落潮时，泥沙随蕉门、洪奇门和横门的落潮射流注入伶仃洋，与虎门下泄的冲淡水对峙形成了一条明显的FTLE脊线，制约着浊度锋的形成和分布形态。涨潮时，来自西北三口门的淡水径流受口门外涨潮流的顶托作用，强烈的水平速度与密度梯度在此处形成LCS，阻碍径流挟带悬浮泥沙的输运而产生浊度锋。由于LCSs很好地勾画了不同动力性质的水体边界，因此可以用来对河口浊度锋进行识别、追踪和动力解释。
关键词:浊度锋；拉格朗日拟序结构（LCSs）；数值模拟；珠江河口
盐渍土环境下高吸水树脂混凝土抗压强度及氯离子渗透研究
陈鹏，金祖权，李建强，陈永丰
(青岛理工大学 土木工程学院，山东 青岛 266033)
摘要:标准养护和夏季自然养护的内养护混凝土在盐渍土环境中腐蚀不同龄期，测试其抗压强度及氯离子渗透性能。结果表明：无论标准养护还是自然养护，高吸水树脂的掺加均降低了混凝土早期强度，但当高吸水树脂掺量为1 kg/m3时可提高混凝土后期强度，且提升幅度对低水胶比混凝土更明显。在盐渍土腐蚀环境中，普通混凝土强度先上升后下降，而内养护混凝土强度先下降后上升。高吸水树脂能够延缓混凝土抗压强度下降的速率，提升混凝土抗氯离子渗透能力。
关键词:高吸水树脂；内养护混凝土；抗压强度；盐渍土；氯离子渗透
双整体式止屈器结构性能研究及优化设计
吴梦宁1, 2, 余建星1, 2, 孙震洲1, 2, 段晶辉1, 2
（1. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点试验室，天津300354; 2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240）
摘要：建立了双整体式止屈器结构的三维有限元模型，模拟其在外部静水压力作用下的屈曲穿越过程，总结不同穿越破坏模式的产生条件及机理。对影响穿越破坏压力的主要参数进行敏感性分析，结果表明止屈器布置间距、两个止屈器的几何尺寸均会对整体止屈性能产生影响。在拟合的双整体式止屈器效率公式的基础上，依据非线性有约束优化理论，分别采用经典算法和智能遗传算法确定模型最优解，提出了一种兼顾结构重量与止屈性能的最优双整体式止屈器结构型式；并经计算分析，验证了该方法的可靠性和适应性。
关键词：双整体式止屈器；穿越模式；拟合公式；结构设计
非线性海床土对钢悬链式立管触地点动力响应和疲劳损伤影响分析
常爽1，黄维平1，杨超凡2
（1. 中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266100; 2. 上海外高桥造船有限公司，上海200137）
摘要：基于钢悬链式立管（SCR）动力分析程序CABLE3D，采用大挠度柔性梁理论建立SCR的运动方程，将线性海床模型扩展为考虑海床土吸力的非线性海床模型，采用非线性有限元方法对控制方程进行离散，时域内积分采用Newmark-β法，开发出新的计算程序。通过算例分析上部浮体垂荡运动幅值、海床土剪切强度、海床土剪切强度梯度对SCR触地点区域动力响应和疲劳损伤的影响。分析结果表明：SCR触地点区域动力响应和疲劳损伤对上部浮体垂荡运动幅值和海床土剪切强度的变化较为敏感，疲劳损伤在触地点区域最大，远大于悬垂段和流线段，在设计过程中应采取一定的加强措施。
关键词：钢悬链式立管；非线性海床；触地点区域；动力响应；疲劳损伤
海底边界效应对海流发电水轮机水动力性能影响研究
盛传明1，练继建1，林大明1，徐宝1，黄宣旭2
（1. 天津大学 前沿技术研究院有限公司，天津 301700; 2. 江苏道达海上风电工程科技有限公司， 江苏 南通 226000）
摘要：对30 W海流能水平轴水轮机进行叶片设计，应用FLUENT软件对水轮机的水动力性能进行数值模拟，研究了边界效应对叶片表面压力、流场、湍流强度、获能和轴向力的影响。受海底边界效应影响，海流速度沿深度呈现梯度变化，底层流速较小，中上层流速较大。边界效应导致水轮机的水动力性能呈现周期性变化，降低了水轮机的获能和轴向力。机组布置时，宜选择水流稳定且流速较大的中上层区域。
关键词：水平轴水轮机；水动力性能；边界效应；海流能
阵列筏式波浪能发电装置建模与仿真分析
张明镛1，杨绍辉2,3，何宏舟2,3，张军2,3，李晖2,3
（1. 集美大学 轮机工程学院，福建 厦门 361021; 2. 福建省能源清洁利用与开发重点实验室, 福建 厦门 361021; 3. 福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心，福建 厦门 361021）
摘要：为了提高阵列筏式波浪能发电装置采能效率,对不同排列方式的振荡浮子与不同楔形角的试验平台模型进行组合，优化水动力结构模型装置。建立了振荡浮子和采能装置试验平台三维模型，并进行了仿真分析。分别分析了由3种排列方式的振荡浮子和3种楔形角情况下的9种模型在水深15 m、平台吃水1.2 m、振荡浮子吃水0.5 m海况下垂直方向的时域响应和频域响应，结果发现当模型的振荡浮子以错开方式排列且试验平台楔形角为60°时，振荡浮子在垂直方向的振荡速度最快，其RAO值也最大,说明该组合模型更有利于提高筏式波浪能发电装置的采能效率。
关键词：阵列筏式；波浪能；振荡浮子；发电装置；采能效率
均匀来流下尾翼型抑振装置效果试验研究
李朋1，郭海燕2，王飞1，张永波3
（1. 山东科技大学 土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590; 2. 中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266100; 3 青岛国家海洋科学研究中心，山东 青岛 266071）
摘要：基于控制尾流，阻止立管尾流漩涡脱落转换路径的涡激振动抑制机理，设计三角形尾翼、片状尾翼及交错尾翼等三种抑振装置。三种抑振装置分别安装于立管模型表面，立管模型采用外径为18 mm的透明有机玻璃管。通过在均匀流场中进行安装有该抑振装置的立管模型涡激振动试验，研究三种抑振装置对立管涡激振动的抑制效率，并通过与配重裸管的涡激振动数据对比，分析抑振装置对立管动力响应的影响规律。研究结果表明，三种抑振装置均取得了明显的抑振效果，与配重裸管相比，安装片状尾翼及交错尾翼的立管模型抑制效率可达90%以上，安装三角形尾翼后立管模型振动频率略有减小，而安装片状尾翼及交错尾翼的立管模型没有明显的主导频率。
关键词：深水立管；涡激振动；尾翼；抑制效率；主导频率
错列不等直径双圆柱绕流特性数值研究
于定勇，李宇佳，马朝晖，李龙
（中国海洋大学 工程学院，山东 青岛 266003 ）
摘要：为研究低亚临界雷诺数Re情况下错列角度θ对不等直径双柱体绕流特性的影响，利用Fluent软件模拟了Re为3 900、间距比G/D为2.0、直径比D/d为0.5、θ=0°～180°之间9种角度的绕流过程，得到了流场涡量图、斯特鲁哈数St1和St2、平均阻力系数Cd1和Cd2以及平均升力系数Cl1和Cl2。研究结果表明，随着θ的从小到大，St1先增大后减小，且在θ=30°和180°时有两个值，St2在θ=120°~150°时明显小于其它角度；Cd1和Cd2的整体趋势都是先增大后减小，Cl2在θ=150°时取得极大值，Cl2在θ=30°时取得极小值。θ=0°时，两柱后方有单一涡脱落形态；θ=30°时，小柱后方有稳定漩涡脱落产生，大柱后方涡脱落受到干扰，且大柱有两个涡脱落频率；θ=45°～90°时，在间隙流的作用下，两柱后方均有漩涡脱落，尾流中有两列涡街；θ=120°～180°时，大柱后有稳定漩涡脱落，小柱涡脱落受到抑制。研究结果可为相关海洋工程设计提供参考。
关键词：双圆柱；尾流形态；斯特鲁哈数；升力、阻力系数；错列角度
长江口青草沙水库前沿河床演变与失稳风险研究
盛皓，戴志军，梅雪菲，葛振鹏，黎树式，高近娟
（华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室，上海200062）
摘要：位于长江口南北港分流口的青草沙水库是上海市最大的城市供水水源地，开展该水库前沿河床稳定性和失稳风险研究具有重要的理论意义和工程指导价值。基于此，利用长江口南北港分流口2000年至2013年期间实测的高精度地形资料，分析青草沙水库前沿河床近期地貌变化特征，为水库库堤安全预警提供相关理论支撑。结果表明：青草沙水库前沿河床冲淤变化在建库前后有明显差异，建库前总体表现为河槽冲刷、沙洲淤积，呈现准冲-淤振荡的性质；建库后变为幅度逐渐减弱的持续冲刷；沿河床河槽形态由U型向U型与V型河槽叠加的复式河槽转变。青草沙水库前沿沙体沿落潮主流方向下移，成形沙体呈先增长、再减少，最后趋于平衡的态势，隐形沙体大体呈减少趋势。青草沙水库库堤前沿近600 m位置是河床失稳的重点风险区域，尤其是水库库堤中上部河床处于不稳定状态，如前沿边坡所在河槽进一步逼近水库前沿，则河床面临进一步冲刷的可能。
关键词：河床演变；青草沙水库；长江口；水库前沿；分流口；河槽冲刷
琼州海峡海口站近岸风暴增水概率风险分析
陈玲舫1，韩树宗2，车志伟3，罗耀4，谢强4
（1. 中国科学院 深海科学与工程研究所，海南 三亚 572000； 2. 中国海洋大学 海洋与大气学院，山东 青岛 266100； 3. 国家海洋局 海口海洋环境监测中心站，海南 海口 570100； 4. 中国科学院 南海海洋研究所，广东 广州510301）
摘要：基于海口站1976~1997年逐时潮位和逐日最大风速资料，利用阿基米德Copula函数构建海口年最大增水与相应日期最大风速的联合概率分布模型。结果表明：1）广义极值分布可作为海口站年最大增水和相应日期最大风速的边缘分布。两个序列之间存在强正相关关系，G-H Copula函数更适用于作为海口站年最大增水和相应日期的最大风速联合概率分布的连接函数。2）两变量联合作用的同频率增水高度设计值与增水的单变量边缘分布设计值之间的相对差值约为7.5%。3）条件概率1(P(Y≥y|X≥x))中同频率的年最大增水和相应风速的遭遇概率介于78.2%~80.9%，条件概率2(P(Y≥y|X≤x)中同频率的年最大增水和相应风速两者的遭遇概率小于4.8%。
关键词：琼州海峡；Copula函数；联合分布；风暴增水；遭遇概率
寒潮影响下江苏沿海风浪场数值模拟研究
周春建1, 2，徐福敏1, 2
（1. 河海大学 ，江苏 南京 210098； 2. 河海大学 港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098）
摘要：基于第三代浅水波浪数值预报模型SWAN，建立自西北太平洋嵌套至东中国海、江苏沿海的三重嵌套模型，对2010年12月12日至15日江苏沿海寒潮大风引起的风浪过程进行了数值模拟研究。利用西北太平洋和江苏沿海实测数据对模型进行了验证，结果表明SWAN嵌套模型能较好地模拟江苏沿海寒潮风浪场的时空分布。通过响水站实测数据对江苏沿海底摩擦系数进行了率定，研究表明选取Collins拖曳理论中摩擦因数Cf=0.001时，有效波高模拟误差相对较小。寒潮风浪场的特征分析表明，有效波高分布与风场分布基本一致，寒潮风浪在江苏沿海北部影响较为显著，辐射沙洲附近由于其特殊地形影响相对较小。
关键词：江苏沿海; SWAN模型; 三重嵌套;寒潮; 风浪场; 底摩擦
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