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风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能的数值模拟
1
作者 莫文渊 邱立国 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期101-105,共5页
通过数值模拟方法,研究风浪联合作用下深水半潜平台的耐波性能。该方法通过建立风速与波浪相干函数模型,利用该模型获得当前深水半潜平台不同工况下风速与海浪的关系,再计算风浪联合作用下深水半潜平台的海浪作用力和风作用力,以2个数... 通过数值模拟方法,研究风浪联合作用下深水半潜平台的耐波性能。该方法通过建立风速与波浪相干函数模型,利用该模型获得当前深水半潜平台不同工况下风速与海浪的关系,再计算风浪联合作用下深水半潜平台的海浪作用力和风作用力,以2个数值为基础,构建深水半潜平台耐波性能数值模拟模型,在不同情况下模拟风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能。实验结果表明:该方法可在不同波浪周期时,模拟风浪联合作用下深水半潜平台的横荡和垂荡数值,在波浪周期较小时,垂荡与横荡数值也较小,深水半潜平台的耐波能力较强;风浪角越大,在波浪周期相同时深水半潜平台的垂向弯矩数值越大,其耐波能力则较小。 展开更多
关键词 深水半潜平台 风浪联合作用 耐波性能 风速 波浪周期 数值模拟
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上软下硬黏土中四筒基础抗倾覆承载特性研究
2
作者 练继建 曹政 +1 位作者 杨旭 黎慧珊 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
随着海上风电向深远海发展,四筒基础发展潜力巨大。中国大多数海域存在较厚的上覆软土层,对基础抗倾覆承载能力有着重大影响。采用有限元软件ABAQUS建立上软下硬分层黏土模型,对四筒基础在单向水平荷载和弯矩荷载作用下的承载力特性进... 随着海上风电向深远海发展,四筒基础发展潜力巨大。中国大多数海域存在较厚的上覆软土层,对基础抗倾覆承载能力有着重大影响。采用有限元软件ABAQUS建立上软下硬分层黏土模型,对四筒基础在单向水平荷载和弯矩荷载作用下的承载力特性进行研究。研究结果表明:四筒基础在水平、弯矩荷载作用下主要运动模式为转动,对边加载时,转动轴靠近受压筒且随着软土层厚度增加不断靠近四筒基础平面中心,但变化幅度较小;水平和弯矩极限承载力对于不同的筒间距和长径比具有相同的变化趋势,当软土层厚度h/筒高L≤3/4时,水平和弯矩承载力随着软土层厚度的增加近似线性降低,当h/L>3/4后,承载力降低速率明显减小。 展开更多
关键词 海上风电 四筒基础 表层软土 旋转中心 承载能力
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基于PI建模和反步滑模控制的主动波浪补偿策略
3
作者 张琴 张蒸忠 +2 位作者 洪逸帆 顾邦平 胡雄 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期11-21,共11页
海上起重船受风、浪、涌影响会产生剧烈的船舶姿态变化,造成起重机和货物的位姿变化,对货物和人员存在安全隐患,波浪补偿平台的稳定性控制能有效减少复杂海况下船舶运动对海上作业安全性、稳定性和精准性的影响,对浮式起重船海上设备精... 海上起重船受风、浪、涌影响会产生剧烈的船舶姿态变化,造成起重机和货物的位姿变化,对货物和人员存在安全隐患,波浪补偿平台的稳定性控制能有效减少复杂海况下船舶运动对海上作业安全性、稳定性和精准性的影响,对浮式起重船海上设备精准装载作业极其重要。针对补偿平台的迟滞非线性导致的建模困难和控制不精确问题,本文提出基于PI(Prandtle–Ishlinskii)建模和反步滑模控制的主动波浪补偿策略。首先,通过实验得到补偿系统的迟滞效应曲线,分析系统迟滞环建立PI迟滞模型,并采用递推最小二乘法辨识模型的各个参数,从而求得系统模型。然后,基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性设计反步控制补偿方法,并结合滑模控制规律加快初始控制速度。最后,将反步滑模法应用于补偿系统,采用MATLAB软件仿真在规则波和不规则波下的响应来验证算法和模型的正确性,并在工控机中用C#编写控制程序,驱动运动控制卡控制伺服电机带动电缸进行补偿运动,同时通过传感器采集系统运动的实时数据,并反馈给工控机形成闭环,以期验证补偿平台在补偿规则波和不规则波下的补偿效果。实验结果表明,所建立的斯图尔特(Stewart)浮式平台中,PI迟滞模型具有良好的精度,反步终端滑模控制算法在Stewart平台的实际控制中能够很好地补偿波浪运动,相比比例–积分–微分控制(PID)、反步法、强化学习等控制方法,反步终端滑模方法能快速较好跟踪期望位移,补偿精度达到0.9729。 展开更多
关键词 主动波浪补偿 PI迟滞模型 反步终端滑模控制 斯图尔特浮式平台
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台阶式沉井等效墩宽计算方法探究
4
作者 闻云呈 朱大伟 +3 位作者 王晓俊 成泽霖 张帆一 夏明嫣 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期78-85,共8页
桥梁工程中存在形状各异的桥墩,在研究不同截面桥墩的局部冲刷特性时,桥墩尺寸的定量描述非常重要。以台阶式沉井结构为研究对象,梳理并分析了国内外相关等效桥墩宽度计算方法,发现各类公式本质上为计算不同条件下的桥墩平均阻水宽度。... 桥梁工程中存在形状各异的桥墩,在研究不同截面桥墩的局部冲刷特性时,桥墩尺寸的定量描述非常重要。以台阶式沉井结构为研究对象,梳理并分析了国内外相关等效桥墩宽度计算方法,发现各类公式本质上为计算不同条件下的桥墩平均阻水宽度。开展了台阶式沉井局部冲刷试验研究,基于试验数据对比分析了各类等效墩宽计算方法的计算结果,发现Melville和Raudkivi的等效墩宽计算公式能够较好地估算考虑动床条件下台阶式沉井的平均阻水宽度;进一步收集了国内外193组台阶式沉井类结构的局部冲刷试验数据,数据集统计分析结果显示Melville和Randkivi的等效墩宽计算公式能够较为准确且保守地量化大多数台阶式沉井类结构的截面非均匀性;最后基于数据集冲深墩宽比统计结果对该公式近似方法的合理性进行了讨论。 展开更多
关键词 局部冲刷 等效墩宽 流量守恒原理 非均匀桥墩 水槽试验
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多连通域浮式平台波浪载荷水池模型试验研究
5
作者 耿彦超 丁军 +5 位作者 俞俊 王琦彬 凌宏杰 邬志佳 朱云龙 谢卓雨 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页
大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,... 大型多连通域浮式平台的典型代表是大型海上旅游浮式综合体,依据概念设计,开展大型多连通域浮式平台的波浪载荷水池模型试验研究,试验对不同海况下4种典型多连通域浮式平台方案进行波浪载荷测量,包括剖面的垂向弯矩、水平弯矩和扭矩等,通过观察试验现象和分析测量数据,获得了不同方案大型多连通域浮式平台的波浪载荷特性。试验结果表明:由于平台质量大、振动阻尼大,所以高频载荷成分小;平台在自由状态下载荷值基本都小于平台只释放垂荡状态载荷值;在方案四高波高状态下,平台波浪载荷的高频成分包含了波浪的非线性、约束柱与平台之间的耦合、平台自身的高频振动等。研究成果可为大型海上旅游浮式综合体的结构设计提供设计载荷输入,支撑平台的强度校核评估。 展开更多
关键词 多连通域浮体 海洋平台 波浪载荷 水弹性响应
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基于压差法的波向测量方法初步研究
6
作者 唐原广 赵曙东 +7 位作者 周丽琴 刘桂林 陆宜凯 董陆涛 邓玉栋 高振斌 张乐瑶 郭伟 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期135-142,共8页
为解决波向测量误差大的问题,本文首次提出了一种基于压差法的波向测量新技术,根据海浪的运动变化规律,在这里巧妙地引进了压差技术,通过对放置在水下一个圆环上多个压力传感器同圆心点上的压差变化进行分析可以得出,圆环上不同方向上... 为解决波向测量误差大的问题,本文首次提出了一种基于压差法的波向测量新技术,根据海浪的运动变化规律,在这里巧妙地引进了压差技术,通过对放置在水下一个圆环上多个压力传感器同圆心点上的压差变化进行分析可以得出,圆环上不同方向上的压力传感器同圆心点上的压力传感器之间的差值及相位是随波浪方向变化而变化的,对圆环上不同方向上的压力传感器同圆心点上的压力传感器之间的差值进行分析,找出变化规律与波向的关系,以此得出真实的波向分布。本文通过波浪水池实验验证了该方法的可行性,并通过对实验数据的解析初步得出了压差变化规律与波向的变换关系。 展开更多
关键词 波向测量 压力传感器 压差测量 水下安装 几何分布 圆周压差法
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基于Pasternak海床模型的椭圆余弦波浪荷载作用下埋置管线动力响应解析解
7
作者 张治国 叶铜 +3 位作者 张成平 PAN Yu-tao 沈安鑫 吴钟腾 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期76-89,共14页
通过两阶段分析方法,针对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应进行了探究。基于椭圆余弦波理论,采用Biot固结方程推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管线所受的周期波浪压力;将管线考虑为动力Pasternak海床模型上的Euler-Bernoulli梁,将... 通过两阶段分析方法,针对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应进行了探究。基于椭圆余弦波理论,采用Biot固结方程推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管线所受的周期波浪压力;将管线考虑为动力Pasternak海床模型上的Euler-Bernoulli梁,将波浪动荷载施加到管线上获得无限长管线的动力响应偏微分控制方程;利用Fourier变换和Laplace变换并借助卷积定理得到管线挠度、速度、加速度、转角、弯矩和剪力的动力响应解。通过与三维有限元数值算例及既有试验结果对比验证了解析解的正确性与适用性。对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应特性进行了敏感参数分析,结果表明:波浪高度H显著影响了波面形状与海床内波浪力大小,不同浪高下管线转角、弯矩和剪力的变化更明显,而挠度、速度和加速度响应敏感性则较低。 展开更多
关键词 非线性波浪 埋置管线 渗流力 管土作用 动力Pasternak海床模型
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砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究
8
作者 赵学亮 王鑫 +3 位作者 陈馨睿 隋淑环 沈侃敏 邓温妮 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期24-36,共13页
通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、... 通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明:冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。 展开更多
关键词 三筒基础 冲刷率 极限承载力 弯矩承载力 冲刷修正系数 包络线
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基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法
9
作者 张琴 蔡慧茹 +2 位作者 兰明东 浦克 胡雄 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期22-34,共13页
随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安... 随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安全以及财产造成重大损失。在深远海域复杂海况下对工程船舶进行有效的波浪补偿,可提供稳定的作业环境以保证精准高效地完成各项工作,因此,本文提出了一种基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法并将其应用于Stewart补偿平台。首先,建立波浪补偿平台动力学以及运动学反解模型,并设计正解模型迭代求解算法。随后,使用PID进行波浪补偿控制,并通过麻雀搜索算法优化参数。接着,采用Circle混沌映射对其进行初始化分布,以解决初始化不均匀的问题;并采用动态自适应加权、柯西突变以及反向学习以提升算法全局寻优能力。最后,生成4~6级海况下的某工程船运动数据作为系统输入,利用MATLAB和Simulink软件平台搭建模型进行补偿控制验证,并在Stewart硬件平台上做补偿试验。结果表明,改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度、较高的精度和更好的寻优能力,优化后的PID控制方法更适合用于复杂海况下波浪补偿平台的控制优化,可为大功率海上风机安装的补偿平台控制系统设计提供参考。 展开更多
关键词 波浪补偿平台 3自由度补偿 比例积分微分控制器 改进麻雀搜索算法
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链式海底地震仪节点结构设计与试验
10
作者 张川 周建平 +4 位作者 阮爱国 翁利春 段磊 曾锦锋 陈宁特 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期672-679,共8页
海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计... 海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计算与有限元仿真方式确定地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸;最后通过压力试验验证所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求,通过地震观测对比试验验证其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测,提供实时连续的地震观测数据。 展开更多
关键词 链式地震仪 结构设计 仿真计算 压力试验 地震试验
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考虑翘曲应力的半潜平台扭转极限强度计算方法研究
11
作者 吴剑国 黄烨斐 +2 位作者 刘成名 张萌 朱熠凡 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期49-57,共9页
半潜平台由于结构和受力复杂,目前主要采用非线性有限元整体模型计算其扭转极限承载力,存在建模和计算时间较长、精度较差和不易收敛等问题。一方面进行半潜平台的整体有限元模型的简化研究,提高其计算效率和收敛性;另一方面基于薄壁杆... 半潜平台由于结构和受力复杂,目前主要采用非线性有限元整体模型计算其扭转极限承载力,存在建模和计算时间较长、精度较差和不易收敛等问题。一方面进行半潜平台的整体有限元模型的简化研究,提高其计算效率和收敛性;另一方面基于薄壁杆件理论,将该半潜平台截面简化为单壁室截面计算其翘曲应力,提出了基于一跨模型且考虑翘曲应力影响的半潜平台约束扭转极限强度计算的简化增量迭代方法,并编制了相应的计算程序。计算结果表明,所提简化增量迭代方法计算精度较高,能很好地反应翘曲应力对半潜平台约束扭转极限强度的影响,大幅减少了计算约束扭转极限强度的时间,可用于半潜平台的设计。 展开更多
关键词 半潜平台 翘曲应力 薄壁杆件 约束扭转
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不同覆盖物清理状态下海底电缆打捞受力仿真
12
作者 黄小卫 吴聪 +4 位作者 陈航伟 但京民 岳浩 李翔 简名才 《科技创新与应用》 2024年第13期56-59,共4页
该文通过对海缆深浅水打捞过程机理的分析,确定覆盖物对打捞过程存在一定影响。通过OrcaFlex考虑水动力建立打捞过程模型,研究覆盖物厚度与覆盖物位置对海缆打捞过程中张力及曲率的影响。研究发现,覆盖段被打捞时,海缆张力会出现明显的... 该文通过对海缆深浅水打捞过程机理的分析,确定覆盖物对打捞过程存在一定影响。通过OrcaFlex考虑水动力建立打捞过程模型,研究覆盖物厚度与覆盖物位置对海缆打捞过程中张力及曲率的影响。研究发现,覆盖段被打捞时,海缆张力会出现明显的波动;打捞过程覆盖段海缆曲率极值明显增大。随着覆盖物厚度的增加,覆盖段海缆曲率极值逐渐增大,海缆的张力波动也更加明显。覆盖物只对覆盖段曲率极值有明显影响;当吊点处覆盖物未完全清理时海缆易发生弯曲失效,远离吊点处的覆盖物对打捞过程海缆沿缆曲率极值影响不大。在实际工况下可进行针对性工作和保护,降低工作量并提高打捞效率,防止电缆在打捞过程中受到二次破坏。 展开更多
关键词 海底电缆 覆盖物 打捞 曲率 仿真
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基于遗传算法的海洋脐带缆截面布局优化设计与数值验证
13
作者 杨志勋 殷旭 +4 位作者 阎军 范志瑞 史冬岩 田庚 曹冬辉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期725-734,共10页
海洋脐带缆通常由不同的功能构件捆绑而成,而这些功能构件的力学性能差异很大,在外载荷的作用下,不合理的截面布局可能会导致较大的截面变形和构件间的接触压力,从而影响脐带缆服役寿命。本文首先利用最小化截面半径给出截面布局紧凑性... 海洋脐带缆通常由不同的功能构件捆绑而成,而这些功能构件的力学性能差异很大,在外载荷的作用下,不合理的截面布局可能会导致较大的截面变形和构件间的接触压力,从而影响脐带缆服役寿命。本文首先利用最小化截面半径给出截面布局紧凑性的实现方法,通过基于截面构件的拉伸刚度引入虚拟重力指标来描述截面布局的对称性,同时提出可量化的指标描述易损构件钢管之间的疲劳磨损问题。然后考虑上述三个目标建立截面布局多目标优化模型,并引入遗传算法对上述模型进行求解优化,自动得到三种具有代表性的截面优化布局。最后,通过数值模拟对不同截面优化布局进行验证与分析评价,进而得到最优截面布局设计。本文所提出的脐带缆截面布局设计优化方法可提高全局最优解搜索能力,对脐带缆结构设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 脐带缆 截面布局 遗传算法 数值模拟 优化设计
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黏土中大直径钢圆筒在桩靴贯入时的稳定性研究
14
作者 郝心童 李书兆 +3 位作者 李伟 梁文洲 刘润 曹添铭 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期201-210,共10页
某在建水下生产系统附近有自升式平台的频繁桩靴插拔作业,采用了大直径薄壁钢圆筒作为水下生产系统的保护结构,因此钢圆筒在自升式平台桩靴插拔过程中的受力与变形备受关注。开展了离心模型试验,揭示了桩靴贯入过程导致的钢圆筒受力与... 某在建水下生产系统附近有自升式平台的频繁桩靴插拔作业,采用了大直径薄壁钢圆筒作为水下生产系统的保护结构,因此钢圆筒在自升式平台桩靴插拔过程中的受力与变形备受关注。开展了离心模型试验,揭示了桩靴贯入过程导致的钢圆筒受力与变形规律;进而应用经离心试验验证的耦合欧拉与拉格朗日数值模拟方法,开展了筒-靴不同相对位置工况下,桩靴贯入对钢圆筒稳定性的影响分析。结果表明:桩靴贯入导致的筒壁附加应力及位移随筒-靴间距的增加而衰减,其衰减程度随筒靴间距的增加而减小,且由于筒靴间距的不同,钢圆筒对应存在两种受力模式。筒靴间距为2倍桩靴直径时,筒身附加应力可达110 MPa,表明桩靴对钢圆筒的影响距离可达2倍桩靴直径以上。 展开更多
关键词 自升式钻井船 桩靴贯入 离心模型试验 土体大变形 钢圆筒
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深海探测与驻留装备发展研究
15
作者 周恒 刘新宇 +3 位作者 焦慧锋 倪天 赵羿羽 危欢 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期15-22,共8页
深海探测与驻留装备是发展海洋科学的重要基础。近年来,我国自主研发的相关装备进展良好,但在国产化过程中仍面临一些“卡脖子”技术问题,亟需攻克相应装备的技术短板,推动我国“透明海洋”能力建设。本文在分析深海探测与驻留装备发展... 深海探测与驻留装备是发展海洋科学的重要基础。近年来,我国自主研发的相关装备进展良好,但在国产化过程中仍面临一些“卡脖子”技术问题,亟需攻克相应装备的技术短板,推动我国“透明海洋”能力建设。本文在分析深海探测与驻留装备发展需求的基础上,围绕深海通用感知探测设备、深海运载探测通用平台、深水多功能作业平台、深海通导定位装备、深海通用作业工具、深海有人与无人设备的智能控制系统等6个重点领域,系统梳理国内外相关装备的发展现状,深入辨析我国深海探测与驻留装备发展面临的问题。本文论证提出了我国深海探测与驻留装备的9个重点发展方向,涵盖探测装备能源补给、装备系统设计及优化、高功率密度动力、原位实验研究与开发、载人装备宜居与应急救援、水下动态网络定位、水下声光多模混合通信网络、作业人机混合决策与协同控制、人机交互效能评估及优化等关键技术。研究建议,坚持科学发展、加快启动重点海域建设,坚持统筹集约、高效推进共建共用共享,坚持创新驱动、持续发展新技术新装备,以推动我国深海探测与驻留装备的高质量发展。 展开更多
关键词 深海 探测与驻留 感知探测 作业平台 传感器
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深吃水圆筒型浮式核能平台涡激运动数值模拟
16
作者 曹辰泽 何炎平 +1 位作者 王梓 刘亚东 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期239-249,共11页
深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时... 深吃水圆筒型浮式核能平台是一种新型多功能高效平台,可有效解决南海岛礁开发过程中的能源供给问题。在一定来流速度下,尾流区交替泄涡进而诱导平台发生涡激运动(vortex induced motions,VIM),这将严重加速系泊和立管系统疲劳损害,同时对平台内部核反应堆运行产生不利影响。基于改进的延迟分离涡方法(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)对平台在不同折合速度下的横荡、纵荡、艏摇运动响应进行数值模拟,并从水平面内质心运动轨迹、运动频率、三维流场特性等角度分析涡激运动关键特征。研究结果表明:当折合速度5.45<Ur<9.08时,平台横荡、艏摇振幅均逐渐增加且运动轨迹类似“香蕉”形,横荡与艏摇运动频率基本一致且横荡未出现明显的“锁定”区间变化;当7.26<Ur<9.08时,艏摇振幅近似线性递增且运动频率中主频附近出现多个峰值,运动轨迹在顺流方向上逐渐变宽;三维流场中发现尾流区三维漩涡结构相当复杂且平台底部柱靴结构对表面流动分离造成干扰,柱靴结构具有一定的减涡效果。 展开更多
关键词 深吃水圆筒型浮式核能平台 涡激运动 IDDES 重叠网格法
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基于插值修正ACER的脐带缆响应短期极值预测方法研究
17
作者 阎军 赵春雨 +3 位作者 苏琦 柴威 卢青针 杨志勋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期930-937,共8页
针对脐带缆在随机载荷作用下其响应难以准确预测的问题,本文提出了一种基于插值技术与平均条件超越率(average conditional exceedance rate,ACER)的海洋脐带缆响应极值预测方法。构造随机波浪荷载作用下脐带缆结构响应的数值模型,获取... 针对脐带缆在随机载荷作用下其响应难以准确预测的问题,本文提出了一种基于插值技术与平均条件超越率(average conditional exceedance rate,ACER)的海洋脐带缆响应极值预测方法。构造随机波浪荷载作用下脐带缆结构响应的数值模型,获取脐带缆关键位置处的张力与曲率响应时程数据。分别求解张力和曲率时间序列对应的1~4阶ACER函数值,选取合适阶数的ACER函数,采用三次样条插值与B样条插值技术对平均条件超越点的尾部区域进行插值。对插值曲线外推,实现在不同超越概率下脐带缆的结构响应极值预测。本方法适用于非独立同分布下的海洋脐带缆张力与曲率响应数据的极值预测,并利用Gumbel极值分布模型进行对比,讨论并验证本文所提方法在海洋脐带缆响应极值预测中的适用性。 展开更多
关键词 水下生产系统 脐带缆 随机载荷 极值预测 平均条件超越率 三次样条插值 B样条插值 Gumbel分布
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海岸植被防护机制的物理模型试验研究进展
18
作者 匡翠萍 丛新 +1 位作者 范家栋 李宏义 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期378-387,共10页
基于自然的海岸修复与防护越来越受到人们关注,从海岸植被对水动力及泥沙运动影响机制的物理模型试验研究方面,介绍了试验研究中植被的描述方法,包括植被的分类、材料选择、特性表征等;综述了植被影响下的流场结构、消浪特征、形态阻力... 基于自然的海岸修复与防护越来越受到人们关注,从海岸植被对水动力及泥沙运动影响机制的物理模型试验研究方面,介绍了试验研究中植被的描述方法,包括植被的分类、材料选择、特性表征等;综述了植被影响下的流场结构、消浪特征、形态阻力相关的研究进展;论述了悬沙浓度分布、泥沙再悬浮、沉积和冲刷模式等泥沙输运方面的研究成果;结合大量模型试验研究,提出了未来的研究趋势。 展开更多
关键词 海岸植被 海岸防护 物理模型试验 波流动力 泥沙输运
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基于尾流振子模型的柔性悬挂立管涡激振动分析
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作者 邹丽 国奇 +1 位作者 金国庆 于宗冰 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期57-66,共10页
为了分析深海采矿柔性立管涡激振动响应特性,提出了一种高效的针对特殊边界的处理方法.基于欧拉梁模型和尾流振子模型,结合有限差分方法,系统研究不同边界条件、中间仓质量和海流剪切参数对深海采矿立管涡激振动的影响规律.结果表明:悬... 为了分析深海采矿柔性立管涡激振动响应特性,提出了一种高效的针对特殊边界的处理方法.基于欧拉梁模型和尾流振子模型,结合有限差分方法,系统研究不同边界条件、中间仓质量和海流剪切参数对深海采矿立管涡激振动的影响规律.结果表明:悬挂立管底部会产生较大位移,与传统两端铰接立管相比,相同激励下悬挂立管会激发出更高阶的振动模态,从原本5阶模态升至6阶;随着中间仓质量增加,立管振动的主导模态会随之降低,在同一模态下,悬挂立管底部位移逐渐减小,从0.460降至0.405,当模态转换时,底部位移均方根会迅速增大,由0.405升至0.413;底部位移随着均匀流速的增加呈现出波动趋势,在一定流速范围内,位移随流速线性变化;随着剪切参数增大,在同一模态下,立管底部的位移逐渐减小,当模态转换时,底部位移会增加. 展开更多
关键词 深海采矿 柔性悬挂立管 涡激振动 尾流振子模型
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浮式风力机若干特征动力学问题综述
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作者 程友良 曹淑刚 万声权 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期165-186,共22页
总结浮式风力机类型及其对应的特征动力学问题,针对浮式风力机气动荷载、水动荷载的计算方法以及结构动力学、控制动力学典型问题进行论述。讨论了气动—水动—结构—伺服耦合分析的难点,重点分析了二阶波浪力、畸形波等非线性波浪荷载... 总结浮式风力机类型及其对应的特征动力学问题,针对浮式风力机气动荷载、水动荷载的计算方法以及结构动力学、控制动力学典型问题进行论述。讨论了气动—水动—结构—伺服耦合分析的难点,重点分析了二阶波浪力、畸形波等非线性波浪荷载、流荷载及涡激运动对浮式风力机特征动力响应的影响。阐述了浮式风力机动力学研究的试验方法、数值仿真方法、样机测试方法,并对模型试验技术的相似理论、气动模型的实现和难点以及数值仿真的频域方法、时域方法和分析工具进行了归纳对比。研究表明:浮式风力机多场、多体耦合动力分析机理及相关技术仍不成熟,气动荷载、高阶非线性波浪荷载耦合模型的建立是动力学问题研究的重点,数值仿真及模型试验是浮式风力机动力响应研究的主要方法,样机测试技术的积累将促进设计标准的完善及浮式风电的产业化发展。 展开更多
关键词 浮式风力机 耦合模型 非线性荷载 气动荷载 水动荷载 二阶波浪力 畸形波
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