海洋工程最新期刊目錄

海上風電場半潛式平臺錨固基礎可靠性優化設計研究————作者：劉君;吳妮芬;

摘要：錨固基礎通過系泊線定位海上浮式平臺，是保障浮式風電場正常運行的根基。海床土的強度以及環境荷載具有很強的不確定性。以沉箱、多線動力貫入錨和輕質動力安裝板錨三類錨固基礎為研究對象，構建錨固系統的成本模型。以基礎尺寸為設計變量，資本支出最小為目標，開展確定性優化設計，得到滿足約束的最優尺寸。在此基礎上，采用AK-MCS方法對確定性優化結果進行可靠性分析，驗證不同土強度變異系數下確定性優化設計的合理性。進...

彎曲荷載作用下纖維增強熱塑性柔性管損傷失效研究————作者：趙德喜;

摘要：以纖維增強熱塑性柔性管為研究對象，通過對柔性管橢圓化變形進行幾何分析，并基于非線性圓柱殼理論建立彎曲荷載作用下柔性管三維理論模型，進一步考慮三維應力狀態及分層失效因子，采用Hashin-Yeh失效準則預測增強層玻纖帶的失效模式，同時根據Von Mises應力準則對內襯層和外保護層進行損傷失效評估，并通過有限元數值模擬進行模型驗證，對柔性管進行極限狀態應力、失效模式以及剛度退化規律進行研究。研究結果...

臺風條件下飽和砂土中共享樁錨承載變形特性研究————作者：李達;孫國棟;張夢竹;崔建斌;張友虎;吳初恒;

摘要：高昂的成本是當前漂浮式海上風電發展中面臨的主要障礙。在大型漂浮式海上風場中采用共享錨技術可大幅減少錨點數量，降低系泊錨勘察、制造及安裝成本，從而有效降低造價。臺風是我國東南沿海建設漂浮式海上風電場所面臨的主要海洋環境挑戰，但臺風海洋環境下共享錨的設計理論與方法尚為空白。為探究臺風條件下共享樁錨基礎的承載變形機理，開展了飽和砂土中共享樁錨系列模型試驗。試驗結果表明共享樁錨基礎與傳統獨立系泊樁錨基礎在...

變向水平荷載作用下海上風電裙式吸力基礎承載特性模型試驗————作者：李智;賈小剛;張程遠;李大勇;彭虹橋;劉秉文;

摘要：裙式吸力基礎是一種新型海上風電基礎形式，服役期長期受到變向風、波浪水平荷載作用。目前針對吸力基礎水平承載特性方面的研究多將風、波浪荷載簡化為一個方向固定的水平荷載，但大量海洋觀測數據表明，海洋風荷載與波浪荷載方向隨溫度、季節、氣候等因素發生變化，從而影響基礎承載特性。采用自主研發的海工基礎多向復雜模型試驗加載系統，開展砂土中定向與變向水平加載模型試驗，研究了加載高度以及變向角度對水平極限承載力以及...

極端波浪下跨海橋梁橋墩受力特性試驗與數值研究————作者：何威;辜偉芳;孫亮;趙西增;陶鋼;趙鑫;李宗宇;汪玉平;

摘要：極端波浪對跨海橋梁墩柱的沖擊能引起巨大的波浪荷載，對橋梁結構的穩定性構成嚴重威脅。以臺州灣頭門島某跨海橋梁主橋墩為研究對象，運用水槽試驗研究了不同重現期波浪及波流耦合條件下橋墩整體結構的受力特性，并利用開源平臺OpenFOAM結合RANS方程和k-ω SST湍流模型構建了極端波浪作用下橋墩受力的三維數值模型，重點分析波浪沖擊下橋墩各組成部分的波浪力歷時特性，越浪形態和砰擊壓強分布，進一步解析橋墩的...

單筒吸力樁基礎H-M不排水承載力包絡線研究————作者：董小鈺;張念濤;封曉偉;趙乾;

摘要：單筒吸力樁基礎常用作海底基礎設施的支撐結構，其巖土分析與設計廣泛應用承載力破壞包絡線法進行控制載荷工況的快速、高效評估。以往研究中的單筒吸力樁水平-彎矩（H-M）承載力破壞包絡線方程大多基于經驗擬合方式獲得，適用范圍局限。橢圓方程通常用于描述單筒吸力樁H-M承載力包絡線，其控制參數包括橢圓長半軸長度、長軸轉角以及短半軸長度。利用有限元分析方法，揭示了單筒吸力樁在H-M復合加載條件下周圍土體的破壞機...

基于時域方法的漂浮光伏平臺連接方式對比與優化————作者：鄭燦;范永春;范少濤;王洪慶;任灝;

摘要：針對海上漂浮式光伏（Floating Photovoltaic，簡稱FPV）平臺在波浪環境下的結構響應及連接方式影響問題，基于時域數值方法對平臺在規則波中的水動力載荷進行分析模擬，并以梁單元模型捕捉桿件及連接單元的力學響應，對三種連接方式（纜繩+防撞橡膠、支撐彈簧、剛性連接）進行了系統的比較研究。首先，采用莫里森公式對平臺波浪載荷進行計算；隨后，通過瞬態方法分析了不同浪向下的各連接方式的載荷以及桿...

撲翼式波浪能裝置與漂浮式風機耦合效應研究————作者：李斌;胡廣川;盧舒寧;朱曉賀;陳金龍;楊陽;

摘要：浮式風-浪聯合發電系統是降低深遠海風能利用成本的新型裝備，為研究兩者間的耦合效應，基于OpenFAST與AQWA軟件建立一種撲翼式波能裝置與22 MW半潛式漂浮式風機組成的風-浪聯合發電系統全耦合仿真模型。研究發現，波浪能裝置可顯著降低漂浮式風機平臺的運動響應，最高可降低7.64%的運動響應和16.18%的系泊張力。在風機停止工作時的極端海況下，波浪能裝置依舊能夠獨立發電，其平均功率可達2.293...

基于SLA的海底管道貫入阻力影響因素分析————作者：杜尊峰;郭驍;朱海明;溫家朋;

摘要：由于管道自重和鋪設過程中的動態安裝效應，管道安裝完成后會產生一定的初始沉陷。準確評估初始沉陷的前提是對管道垂直貫入過程有深入的理解。通過連續極限分析（SLA）方法模擬管道垂直貫入海床土體過程。該方法可獲取塑性變形區域位移場以更新幾何模型，并迭代開展極限分析至指定位移。基于SLA方法研究管土界面粗糙度、土體強度、土體重度等參數對管道貫入阻力的影響，最終得到各種參數與管道貫入阻力的關系曲線，并總結了阻...

基于SPH方法的開孔潛堤岸灘促淤效果數值研究————作者：鄧斌;鄧先超;官志鑫;張愛平;鄧寶利;蔣昌波;

摘要：基于無網格光滑粒子流體動力學（SPH）方法，建立波浪-建筑物-岸灘相互作用的數值模型，研究開孔潛堤的岸灘泥沙輸移規律，以及不同波浪條件、布置位置和開孔率對岸灘促淤效果的影響。開孔潛堤在規則波作用下，堤前底部流速激增驅動泥沙起動，經開孔區域輸運后在堤后低流速區沉降，具備“促起動-控輸移-穩沉降”的泥沙調控作用，可實現岸灘促淤。影響參數分析表明，堤后淤積厚度隨波高與波長的增大而增加，同時潛堤離岸布置越...

天然氣水合物儲層巖心保壓轉移及測試系統研制與試驗研究————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、巖心長行程轉移裝置、巖心切割裝置、保壓鉆具對接裝置及保壓轉移測控系統，集成了天然氣水合物儲層巖心保壓轉移及測試系統工程樣機，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移及測試系統可在35 MPa的高壓下，將長3.0 m的巖心從保壓鉆具中轉移，切割成巖心段存放到樣品存儲筒中，并在轉移...

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、承載性能優越、風機建成后占用海面積較小等優點，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化方法，以抗彎剛度和用鋼量為雙重優化目標，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，采用多金屬結核數量、覆蓋率、粒徑作為多金屬結核資源評估的參數，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據集，采用YOLO12目標檢測模型統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：在近岸海洋環境中，波浪破碎產生的渦旋向下擴散，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生顯著影響，為此，三維近岸流模型中需要合理體現波增紊動的作用。利用OpenFOAM數值模型，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律，揭示波增紊動主要在內破波帶外緣出現顯著量值。基于遺傳規劃和最小二乘法建立了波增紊動的經驗公式，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礁觀測數據，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）方法的無網格數值模型進行數值模擬，并通過與試驗數據對比驗證其準確性。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...

循環荷載下吸力錨與海洋水合物層相互作用數值模擬————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，進而誘發水合物解離，影響吸力錨穩定性。為了厘清水合物解離影響吸力錨穩定性的作用形式，基于水合物解離動力學理論和多孔介質傳熱方程對吸力錨受循環荷載作用下引發水合物解離的機理進行數值模擬分析，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荷載作用下引發水合物解離的作用機理。研究發現，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新與性能研究尤為必要�；�于方箱結構，設計3種多開口型浮式防波堤，系統探究波浪周期、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在固有周期處產生共振，橫搖RAO出現雙峰現象。相比不開口構型，多開口構型的附加質量、輻射阻尼的波動現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中，通過配置兩臺U型流道結構的沖擊式空氣透平，數值研究了一體化系統從波浪能至電能的多過程能量轉換的特性，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的能量轉換特性進行了對比。研究結果...

海上浮筒型漂浮式漁光互補系統的水動力響應數值模擬研究————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“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，應用場景與傳統水產養殖形成空間資源競爭，引發用海矛盾。研究提出了一個創新的浮筒型漂浮式漁光互補系統，將漂浮式光伏與網箱養殖融合，實現水面生產清潔能源，水下實現水產養殖的新模式。通過水動力計算軟件OrcaFlex分析了漁光互補系統在不同環境條件下的水動力響應，并通過前人的模型試驗驗證了數值模擬方法的準...

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...

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