海洋工程最新期刊目錄

天然氣水合物儲層巖心保壓轉(zhuǎn)移及測試系統(tǒng)研制與試驗研究————作者：高巧玲;陳家旺;南立文;陸紅鋒;許辰璐;呂鑫;盛慶華;

摘要：針對海底天然氣水合物資源勘探開發(fā)對水合物儲層分析的需求，研制了壓力維持與溫度控制系統(tǒng)、巖心長行程轉(zhuǎn)移裝置、巖心切割裝置、保壓鉆具對接裝置及保壓轉(zhuǎn)移測控系統(tǒng)，集成了天然氣水合物儲層巖心保壓轉(zhuǎn)移及測試系統(tǒng)工程樣機，并通過海試對其工作性能進行了驗證。海試結果表明，天然氣水合物儲層巖心保壓轉(zhuǎn)移及測試系統(tǒng)可在35 MPa的高壓下，將長3.0 m的巖心從保壓鉆具中轉(zhuǎn)移，切割成巖心段存放到樣品存儲筒中，并在轉(zhuǎn)移...

海上風電大直徑中空夾層鋼管混凝土組合單樁基礎截面尺寸多目標優(yōu)化————作者：何奔;胡俊;徐普;韓勃;呂娜;

摘要：海上風電單樁基礎具有結構簡單、承載性能優(yōu)越、風機建成后占用海面積較小等優(yōu)點，受到廣泛應用。依托福建連江外海深遠海海上風電場實際工程，提出一種上部為風機鋼塔筒，泥下段為鋼管樁，水中段采用中空夾層鋼管混凝土組合結構的三段式新型單樁基礎型式。為了獲得水中段中空夾層鋼管混凝土組合結構的最優(yōu)截面尺寸，探究其結構性能以滿足設計使用要求，采用基于遺傳算法的多目標優(yōu)化方法，以抗彎剛度和用鋼量為雙重優(yōu)化目標，選取外...

基于圖像處理的深海多金屬結核豐度評估方法————作者：李娜;鄒濤;程勇;李海軍;

摘要：為了提高深海多金屬結核資源評估準確率，采用多金屬結核數(shù)量、覆蓋率、粒徑作為多金屬結核資源評估的參數(shù)，提出了一種基于圖像增強和識別技術的多金屬結核資源豐度評估方法。首先針對深海多金屬結核圖像存在對比度低、偏藍綠等問題，基于光在水體中的衰減率不同的特征，估計場景深度，對結核圖像進行有效還原；其次，制作相關多金屬結核圖像數(shù)據(jù)集，采用YOLO12目標檢測模型統(tǒng)計多金屬結核分布信息；對由于被海底泥沙遮擋導致...

波增紊動量化及其在三維近岸流模型中的應用————作者：吳岳峰;張慶河;紀超;

摘要：在近岸海洋環(huán)境中，波浪破碎產(chǎn)生的渦旋向下擴散，使水體紊動增強，對水體的垂向混合乃至懸沙及溫度擴散產(chǎn)生顯著影響，為此，三維近岸流模型中需要合理體現(xiàn)波增紊動的作用。利用OpenFOAM數(shù)值模型，模擬近岸波浪破碎過程中的波高、水位、周期平均流速和紊動動能分布，分析了波增紊動的貢獻及其空間演化規(guī)律，揭示波增紊動主要在內(nèi)破波帶外緣出現(xiàn)顯著量值。基于遺傳規(guī)劃和最小二乘法建立了波增紊動的經(jīng)驗公式，并將其引入三維...

采掘坑影響下孤立波沿岸礁傳播變形及爬高研究————作者：劉晨光;周婷;姚宇;向知用;

摘要：基于馬紹爾群島馬朱羅環(huán)礁觀測數(shù)據(jù)，通過波浪水槽物理模型試驗分析了孤立波入射波要素（入射波高、礁坪水位）和采掘坑形態(tài)因素（采掘坑位置及寬度）對孤立波傳播變形及岸灘爬高的影響。采用基于光滑粒子流體動力學（SPH）方法的無網(wǎng)格數(shù)值模型進行數(shù)值模擬，并通過與試驗數(shù)據(jù)對比驗證其準確性。結果表明：在礁形剖面上無量綱孤立波波高隨著入射波增大而減小，隨著礁坪水深增大而增大。采掘坑對孤立波的影響主要是由于坑壁處波浪...

循環(huán)荷載下吸力錨與海洋水合物層相互作用數(shù)值模擬————作者：李望晨;管龍飛;楊建宇;鄧學晶;

摘要：吸力錨在循環(huán)荷載作用下會引起海洋水合物儲層中孔隙壓力波動，進而誘發(fā)水合物解離，影響吸力錨穩(wěn)定性。為了厘清水合物解離影響吸力錨穩(wěn)定性的作用形式，基于水合物解離動力學理論和多孔介質(zhì)傳熱方程對吸力錨受循環(huán)荷載作用下引發(fā)水合物解離的機理進行數(shù)值模擬分析，采用COMSOL Multiphysics多物理場仿真軟件建立了熱-流-固耦合模型，模擬了吸力錨受循環(huán)荷載作用下引發(fā)水合物解離的作用機理。研究發(fā)現(xiàn)，吸力錨...

基于方箱結構的多開口型浮式防波堤水動力性能研究————作者：李金澄;程勇;嵇春艷;嚴明宇;盧莉莉;

摘要：在海洋開發(fā)與港口建設需求不斷增長的背景下，針對浮式防波堤的構型創(chuàng)新與性能研究尤為必要。基于方箱結構，設計3種多開口型浮式防波堤，系統(tǒng)探究波浪周期、開口形狀等因素對浮式防波堤水動力性能和消波效果的影響規(guī)律。研究結果表明，不同構型浮式防波堤RAO基本不受浪向影響，垂蕩RAO在固有周期處產(chǎn)生共振，橫搖RAO出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象。相比不開口構型，多開口構型的附加質(zhì)量、輻射阻尼的波動現(xiàn)象會向低頻方向偏移。同時，多開...

配備雙U型流道沖擊式透平的振蕩水柱波浪能裝置的多級能量轉(zhuǎn)換特性————作者：王辰;張永良;徐浩淳;

摘要：提出在振蕩水柱（oscillating water column，簡稱OWC）波浪能轉(zhuǎn)換裝置中引入雙空氣透平結構的概念，在由圓筒形OWC裝置與帶導浪墻的直立防波堤耦合形成的一體化系統(tǒng)中，通過配置兩臺U型流道結構的沖擊式空氣透平，數(shù)值研究了一體化系統(tǒng)從波浪能至電能的多過程能量轉(zhuǎn)換的特性，并在空氣透平處于自由啟動和強制啟動的兩種工作模式下，與采用單空氣透平的一體化系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換特性進行了對比。研究結果...

海上浮筒型漂浮式漁光互補系統(tǒng)的水動力響應數(shù)值模擬研究————作者：崔森琦;王志瑜;畢春偉;

摘要：構建海上新能源逐漸成為我國實現(xiàn)“雙碳目標”的重要手段，而海上漂浮式光伏作為海上新能源的重要組成部分，應用場景與傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖形成空間資源競爭，引發(fā)用海矛盾。研究提出了一個創(chuàng)新的浮筒型漂浮式漁光互補系統(tǒng)，將漂浮式光伏與網(wǎng)箱養(yǎng)殖融合，實現(xiàn)水面生產(chǎn)清潔能源，水下實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的新模式。通過水動力計算軟件OrcaFlex分析了漁光互補系統(tǒng)在不同環(huán)境條件下的水動力響應，并通過前人的模型試驗驗證了數(shù)值模擬方法的準...

基于珊瑚微粉的低碳全珊瑚海水混凝土制備及力學性能————作者：馬嘉陽;韓宇棟;周瑩;李益鵬;黃浩;陶韜;朱力林;

摘要：為探明珊瑚微粉（CP）作為膠凝材料的可行性，開展低碳全珊瑚海水混凝土（LCCASC）的制備及力學性能研究，探明不同CP摻量和細度對珊瑚砂漿強度的影響，提出不同強度等級LCCASC的配合比設計方法，為全珊瑚海水混凝土（CASC）實現(xiàn)低碳化制備、力學性能提升提供理論支撐。結果表明：隨著CP摻量的增大以及CP細度的減小，珊瑚砂漿的強度先增大后減小，最佳摻量為10%，最佳細度為D₅₀...

鹽沼植被對海堤防護增效的量化研究————作者：吳毅;武國相;張紅;王柯萌;梁丙臣;

摘要：鹽沼濕地作為天然的海岸防御屏障，能有效衰減波能、降低極端海洋動力引發(fā)的災害風險。以濕地-海堤組合為代表的“基于自然的解決方案”已逐漸成為海岸防護新途徑。研究針對堤前發(fā)育有濕地植被的海堤，基于不同重現(xiàn)期下的極端波浪-水位組合條件，模擬不同位置、不同寬度植被帶對波浪的衰減過程，并采用同等防護標準下的海堤設計頂高程折減值，對鹽沼植被的防護增效進行量化。結果表明：堤前鹽沼植被可顯著削減堤腳處的有效波高，降...

縱骨影響下基于圖論的剖面剪流數(shù)值計算方法研究————作者：韓濤;湯雅敏;吳嘉蒙;蔡詩劍;

摘要：剖面剪流的計算是船體結構強度評估中校核剖面剪切強度必不可少的內(nèi)容，傳統(tǒng)計算剪流的方法主要有路徑積分方法和圖論方法。但不管哪種方法，針對縱骨對剖面剪流計算的影響，都需要較為完整的縱骨剖面形狀信息，這就使得對于部分骨材單元類型，如有限元中的bar以及rod等單元類型，傳統(tǒng)方法并不適用。因此，本文提出一種計算縱骨對剪流影響的簡化方法，并將其納入剖面剪流的圖論計算流程中。結果顯示，新方法和傳統(tǒng)的計算方法相...

緩波型立管移管安裝全過程非線性動力響應數(shù)值研究————作者：阮偉東;劉凱;周成承;聶慶林;

摘要：隨著海洋油氣工程不斷向更深海域發(fā)展，海洋立管的安裝面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。基于實際工程項目案例和OrcaFlex軟件，結合緩波型立管移管安裝主要步驟建立了深水鋼質(zhì)緩波型立管移管安裝全過程力學評估模型，開展了深水緩波型立管移管安裝全過程數(shù)值模擬分析和關鍵參數(shù)影響評價，研究了緩波型立管移管安裝過程各階段力學性能變化規(guī)律，并針對安裝船與浮式平臺水平距離以及立管頂端下放深度進行參數(shù)敏感性分析。研究發(fā)現(xiàn)，安裝...

深海鈦合金耐壓結構水下內(nèi)爆流固耦合動態(tài)響應機理研究————作者：鄭建才;賀宇培;趙敏;夏?;

摘要：深海鈦合金耐壓結構外表面承受高壓靜水載荷，當結構出現(xiàn)損傷失效時，可能會產(chǎn)生一種持續(xù)時間極短，沖擊波峰值極大的水下內(nèi)爆現(xiàn)象。基于任意拉格朗日歐拉方法結合Johnson-Cook本構和失效模型，對深海鈦合金耐壓結構的內(nèi)爆流固耦合過程及毀傷特性開展研究。首先對比了水下內(nèi)爆試驗中的沖擊波載荷及結構坍塌形態(tài)，驗證數(shù)值方法的準確性。然后分析了鈦合金球形耐壓殼內(nèi)爆時的流固耦合機制、結構動態(tài)響應及能量演化機理，探...

基于SFS混合反射模型的側(cè)掃聲吶圖像三維重建————作者：袁明新;張亮;王以龍;劉維;

摘要：基于明暗恢復形狀（shape from shading，簡稱SFS）方法進行海底側(cè)掃聲吶圖像三維重建時，會因為方法中反射模型與海底表面不相符而降低重建精度。為此文章在分析大陸架海底表面特點及側(cè)掃聲吶工作機理的基礎上，提出了基于SFS混合反射模型的側(cè)掃聲吶圖像海底地形重建方法。首先在保留Lambert漫反射模型的基礎上引入Blinn-Phong鏡面反射模型，并基于側(cè)掃聲吶圖像粗糙度進行漫反射系數(shù)、鏡...

水翼間距對串列布置全被動式雙水翼獲能的影響————作者：黃麗;劉臻;宋馨鈺;倪和強;

摘要：單個振蕩水翼裝置獲能有限，對其進行陣列布置是振蕩水翼裝置規(guī)模化發(fā)展的主要方向之一。構建串列布置雙水翼的二維模型，采用全被動式控制策略，通過數(shù)值模擬研究了水翼間距對全被動式雙水翼水動力特性及獲能性能的影響。通過分析流場結構、運動響應及獲能性能變化，研究了串列布置全被動式雙水翼干涉機理。研究發(fā)現(xiàn)，水翼間距增大，下游水翼獲能性能隨之提高。此外，根據(jù)無量綱化水翼間距L_x^*<...

極端波浪下柱式浮標運動響應的數(shù)值模擬研究————作者：汪世文;溫柔;趙西增;趙新宇;羅潤鑫;侯亞東;潘昀;錢峰;

摘要：隨著全球極端天氣事件頻發(fā)，極端海況下浮標的安全運行面臨嚴峻挑戰(zhàn)。基于黏性流體力學理論，建立了極端波浪與柱式浮標相互作用的三維數(shù)值波浪水槽模型。利用物理模型試驗結果驗證數(shù)值模型的有效性，基于能量聚焦理論生成極端波浪，關注不同聚焦波幅下浮標的垂蕩、縱蕩和縱搖運動響應，分析聚焦位置對浮標運動的影響，并對比聚焦波與規(guī)則波作用下柱式浮標運動響應的差異。結果表明，隨著聚焦波幅的增大，浮標的垂蕩、縱蕩、縱搖運動...

不同布置形式的浮式風電場動力響應與發(fā)電性能對比研究————作者：李昊;劉利琴;鄧萬如;郭世博;劉旭平;

摘要：近年來海上浮式風電發(fā)展迅速，隨著一定海域內(nèi)風機臺數(shù)的增加，如何合理地安排、布置這些風機，以實現(xiàn)整個海上風電場總功率的最大化是亟待解決的問題。結合風場解析尾流模型與浮式風機單機一體化耦合模型，提出了浮式風電場風機動力響應及風電場發(fā)電性能分析的耦合計算方法，基于該方法編寫了時域仿真程序。以正方形、圓形、三角形與直線形四種風電場布置形式為例，對比研究了不同風電場布置時浮式風機的動力響應特性及風電場發(fā)電性...

基于間接時域法的船舶在波浪中運動計算研究————作者：王慧;林兆偉;楊路春;王世鵬;朱仁傳;

摘要：針對中高速排水型船舶，基于三維移動脈動源格林函數(shù)，結合脈沖響應函數(shù)法求解時域繞射力和輻射力。同時基于弱非線性假設，考慮非線性入射波浪力、回復力與橫搖阻尼的影響，基于間接時域法建立了中高速排水型船舶六自由度的弱非線性運動模型，通過傅里葉分析得到船舶在規(guī)則波中的運動響應。此外，同時提出了網(wǎng)格重構法、干濕網(wǎng)格法與波面截切法三種瞬時船體濕表面網(wǎng)格更新方法。采用開發(fā)的數(shù)值計算程序?qū)�Wigley I和S175...

基于HPC-VOF方法的質(zhì)量源造波研究————作者：吳鋮毓;李超凡;朱仁傳;

摘要：近年來，數(shù)值波浪水池已成為波浪模擬及波浪與結構物相互作用研究的重要手段。采用調(diào)和多項式單元法（HPC）高精度求解Laplace方程，引入體積分數(shù)法（VOF）實現(xiàn)自由面的穩(wěn)定模擬與精確追蹤，構建了全非線性HPC-VOF波浪水池。論文基于HPC理論框架采用域分解方法開發(fā)了各種非線性波浪的質(zhì)量源造波技術，對深水五階Stokes波模擬進行了網(wǎng)格和時間步收斂性研究。HPC-VOF波浪水池中不同參數(shù)的五階St...

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