海洋工程最新期刊目錄

基于珊瑚微粉的低碳全珊瑚海水混凝土制備及力學(xué)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(xué)性能研究，探明不同CP摻量和細(xì)度對珊瑚砂漿強(qiáng)度的影響，提出不同強(qiáng)度等級LCCASC的配合比設(shè)計(jì)方法，為全珊瑚海水混凝土（CASC）實(shí)現(xiàn)低碳化制備、力學(xué)性能提升提供理論支撐。結(jié)果表明：隨著CP摻量的增大以及CP細(xì)度的減小，珊瑚砂漿的強(qiáng)度先增大后減小，最佳摻量為10%，最佳細(xì)度為D₅₀...

鹽沼植被對海堤防護(hù)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(dòng)力引發(fā)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。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(hù)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(hù)標(biāo)準(zhǔn)下的海堤設(shè)計(jì)頂高程折減值，對鹽沼植被的防護(hù)增效進(jìn)行量化。結(jié)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(jì)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(jì)算是船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評估中校核剖面剪切強(qiáng)度必不可少的內(nèi)容，傳統(tǒng)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算流程中。結(jié)果顯示，新方法和傳統(tǒng)的計(jì)算方法相...

極端波浪下柱式浮標(biāo)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)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(biāo)的安全運(yùn)行面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。基于黏性流體力學(xué)理論，建立了極端波浪與柱式浮標(biāo)相互作用的三維數(shù)值波浪水槽模型。利用物理模型試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)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(guān)注不同聚焦波幅下浮標(biāo)的垂蕩、縱蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，分析聚焦位置對浮標(biāo)運(yùn)動(dòng)的影響，并對比聚焦波與規(guī)則波作用下柱式浮標(biāo)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的差異。結(jié)果表明，隨著聚焦波幅的增大，浮標(biāo)的垂蕩、縱蕩、縱搖運(yùn)動(dòng)...

不同布置形式的浮式風(fēng)電場動(dòng)力響應(yīng)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(fēng)電發(fā)展迅速，隨著一定海域內(nèi)風(fēng)機(jī)臺數(shù)的增加，如何合理地安排、布置這些風(fēng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)海上風(fēng)電場總功率的最大化是亟待解決的問題。結(jié)合風(fēng)場解析尾流模型與浮式風(fēng)機(jī)單機(jī)一體化耦合模型，提出了浮式風(fēng)電場風(fēng)機(jī)動(dòng)力響應(yīng)及風(fēng)電場發(fā)電性能分析的耦合計(jì)算方法，基于該方法編寫了時(shí)域仿真程序。以正方形、圓形、三角形與直線形四種風(fēng)電場布置形式為例，對比研究了不同風(fēng)電場布置時(shí)浮式風(fēng)機(jī)的動(dòng)力響應(yīng)特性及風(fēng)電場發(fā)電性...

基于間接時(shí)域法的船舶在波浪中運(yùn)動(dòng)計(jì)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(dòng)脈動(dòng)源格林函數(shù)，結(jié)合脈沖響應(yīng)函數(shù)法求解時(shí)域繞射力和輻射力。同時(shí)基于弱非線性假設(shè)，考慮非線性入射波浪力、回復(fù)力與橫搖阻尼的影響，基于間接時(shí)域法建立了中高速排水型船舶六自由度的弱非線性運(yùn)動(dòng)模型，通過傅里葉分析得到船舶在規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。此外，同時(shí)提出了網(wǎng)格重構(gòu)法、干濕網(wǎng)格法與波面截切法三種瞬時(shí)船體濕表面網(wǎng)格更新方法。采用開發(fā)的數(shù)值計(jì)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(jié)構(gòu)物相互作用研究的重要手段。采用調(diào)和多項(xiàng)式單元法（HPC）高精度求解Laplace方程，引入體積分?jǐn)?shù)法（VOF）實(shí)現(xiàn)自由面的穩(wěn)定模擬與精確追蹤，構(gòu)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(shù)，對深水五階Stokes波模擬進(jìn)行了網(wǎng)格和時(shí)間步收斂性研究。HPC-VOF波浪水池中不同參數(shù)的五階St...

植物型生態(tài)護(hù)岸消浪數(shù)值模型構(gòu)建及物理試驗(yàn)研究————作者：白洋;段明濤;柳葉;秦夢春;李紹武;趙帥;

摘要：植物型生態(tài)護(hù)岸作為一種新興的海岸防護(hù)方式，不僅有護(hù)岸的功能，同時(shí)也能促進(jìn)海岸帶生態(tài)修復(fù)。但是，如何構(gòu)建植物型生態(tài)護(hù)岸并對其消浪效果進(jìn)行定量評估，仍是一個(gè)有待解決的問題。以此為研究目標(biāo)，采用數(shù)值模型模擬和物理模型試驗(yàn)兩種方法。通過在Navier-Stokes方程中引入植物與流體作用項(xiàng)，采用標(biāo)準(zhǔn)Smagorinsky紊流模式描述植物與波浪作用的紊流效應(yīng)，并改進(jìn)MAC算法（Marker and Cell...

南海北部陸坡處沙波對內(nèi)孤立波極性轉(zhuǎn)換動(dòng)力響應(yīng)機(jī)制研究————作者：任伯遷;王振魯;梁丙臣;謝波濤;呂英康;齊靜靜;徐興雨;

摘要：南海北部陸坡130～310 m水深區(qū)域發(fā)育的沙波會(huì)在內(nèi)孤立波的影響下發(fā)生遷移演化。基于MITgcm非靜壓數(shù)值模式構(gòu)建了南海內(nèi)孤立波數(shù)值模型，模擬了內(nèi)孤立波的傳播特征，發(fā)現(xiàn)內(nèi)孤立波在南海北部陸坡區(qū)域發(fā)生了極性轉(zhuǎn)換，模擬結(jié)果表明不同位置處不同極性內(nèi)孤立波流速剖面的形態(tài)特征和海底流速方向存在較大差異。研究區(qū)域180 m水深處存在一個(gè)地形陡變的坡折，根據(jù)實(shí)測高精度水深數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)坡折以上較淺水域與坡折以下較...

振蕩水柱防波堤前墻受力特性試驗(yàn)研究————作者：何方;宋孟夏;潘佳鵬;

摘要：本研究旨在探究振蕩水柱（oscillating water column，簡稱OWC）防波堤前墻的受力特性。通過物理模型試驗(yàn)，利用狹縫開口模擬沖擊式空氣透平，測量前墻兩側(cè)的波浪壓強(qiáng)和振蕩水柱氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)，從而在計(jì)算前墻水平波致總力時(shí)計(jì)及波壓力和氣壓力。研究結(jié)果表明，氣室寬度比和狹縫開口率是影響波浪壓強(qiáng)和氣體壓強(qiáng)的關(guān)鍵參數(shù)，其主要影響表現(xiàn)為：改變前墻兩側(cè)波浪壓強(qiáng)的幅值、改變前墻兩側(cè)高波壓區(qū)域的垂向...

基于改進(jìn)鸚鵡優(yōu)化算法的船舶推力分配策略研究————作者：劉明;婁德成;王曉飛;

摘要：動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配求解是一種高度復(fù)雜的非線性優(yōu)化問題，其目標(biāo)函數(shù)和約束條件具有多目標(biāo)、多約束及非凸特性。傳統(tǒng)的推力分配算法在處理該類問題時(shí)存在精度低及易陷入局部極值點(diǎn)等問題，而群智能優(yōu)化算法雖然能夠較容易解決這些問題，但存在收斂速度慢、尋優(yōu)結(jié)果穩(wěn)定性差和不可靠問題。針對上述問題，提出一種多策略融合的鸚鵡優(yōu)化算法（MSPO），該算法通過分段法和改進(jìn)混沌法相結(jié)合初始化種群，不僅增強(qiáng)初始種群的多樣性，...

聚焦波作用下倒圓角方形立柱波浪爬升試驗(yàn)研究————作者：單萌;肖龍飛;寇雨豐;吳文成;李可路;

摘要：為深入理解極端波浪與倒圓角方形立柱相互作用的機(jī)理，基于物理模型試驗(yàn)，研究了聚焦波作用下倒圓角方形立柱的波浪爬升現(xiàn)象。通過控制聚焦波的波陡、周期、浪向和聚焦位置，深入分析了聚焦波參數(shù)對波浪爬升高度和倍數(shù)的影響。結(jié)果顯示，在一定條件下波陡和周期的增加會(huì)顯著增強(qiáng)波浪與立柱的相互作用，增大立柱表面的波浪爬升；聚焦位置的改變對波浪爬升高度有顯著影響，當(dāng)聚焦位置位于立柱后表面時(shí)，波浪爬升高度達(dá)到最大，當(dāng)遠(yuǎn)離立...

舵翼型對船-舵系統(tǒng)回轉(zhuǎn)性影響的數(shù)值研究————作者：朱一鳴;奚英奇;劉靖嶠;陳昌哲;鄒璐;

摘要：以KCS集裝箱標(biāo)模和NACA翼型舵組成的船-舵系統(tǒng)為研究對象，通過求解RANS方程，對船-舵系統(tǒng)的舵力試驗(yàn)、純橫蕩試驗(yàn)和純首搖試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。基于計(jì)算得到的船-舵系統(tǒng)的水動(dòng)力和力矩，通過曲線擬合確定對應(yīng)的水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)。結(jié)合船-舵系統(tǒng)水動(dòng)力參數(shù)、水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)以及回轉(zhuǎn)性指數(shù)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，研究了不同舵翼型對船-舵系統(tǒng)回轉(zhuǎn)性的影響。結(jié)果顯示：船-舵系統(tǒng)水動(dòng)力參數(shù)隨舵剖面厚度的增大而增大；舵角較小時(shí)，水動(dòng)力...

含應(yīng)力松弛的柔管端部密封性能數(shù)值模擬————作者：陳鯤鵬;羅宇;張萌萌;楊奕;杜長江;付世曉;

摘要：在海洋油氣開發(fā)工程項(xiàng)目中，運(yùn)輸油氣物質(zhì)的非黏結(jié)柔管通過兩端的端部配件與其他結(jié)構(gòu)相連接。端部配件針對非黏結(jié)柔管的各層有不同的固定結(jié)構(gòu)，其中護(hù)套層需要與端部配件的主體結(jié)構(gòu)、楔形密封環(huán)以及密封法蘭相連以實(shí)現(xiàn)密封功能。在柔管實(shí)際工作的高溫環(huán)境中，護(hù)套層材料會(huì)發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，影響柔管端部密封性能。本文首先進(jìn)行高分子材料的拉伸試驗(yàn)和應(yīng)力松弛試驗(yàn)，辨識相關(guān)的材料參數(shù)；然后利用非線性有限元軟件建立柔管端部密封系...

海床基三腳架基礎(chǔ)局部沖刷與防護(hù)技術(shù)研究————作者：俞梅欣;王彤;李小軍;喻國良;張民曦;

摘要：基礎(chǔ)沖刷是海工結(jié)構(gòu)安全的主要威脅之一，如何降低沖刷深度是當(dāng)下亟待解決的關(guān)鍵問題。針對某工程中的海床基三腳架基礎(chǔ)，用Flow-3D軟件建立了三維水動(dòng)力和沖刷仿真數(shù)值模型，并根據(jù)前人試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模型的準(zhǔn)確性，研究了水流作用下海床基周圍的水動(dòng)力特征和局部沖刷特性；基于海床基周圍的近床面水動(dòng)力特性，提出了一種插板式底坎的沖刷主動(dòng)防護(hù)措施，并通過數(shù)值模擬對采用插板式底坎防護(hù)后的海床基局部流場和沖刷特性進(jìn)行...

核電廠柔性平面攔污網(wǎng)水動(dòng)力研究————作者：琚烈紅;毛翔;趙天翼;林芳;鄭彬;翟必垚;

摘要：核電廠攔污網(wǎng)是冷源重要物項(xiàng)，起到攔截海生物、保障取水安全的重要作用，其水動(dòng)力大小是其設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行的重要參數(shù)。基于柔性網(wǎng)片及網(wǎng)繩受力變形理論分析，通過網(wǎng)繩節(jié)點(diǎn)受力平衡提出了攔污網(wǎng)受力計(jì)算模型，該模型可計(jì)算柔性平面網(wǎng)在水流及波流作用后靜力平衡條件下的空間形態(tài)、網(wǎng)繩受力。通過開展網(wǎng)繩和攔污網(wǎng)的水流和波流物理模型試驗(yàn)，測量了網(wǎng)繩和攔污網(wǎng)在水流作用下受力，分析了阻力系數(shù)，并將攔污網(wǎng)受力試驗(yàn)值和計(jì)算值進(jìn)行比...

基于圖像處理的橫流中顆粒羽流特性試驗(yàn)研究————作者：李世舟;劉磊;楊建民;

摘要：顆粒-流體兩相羽流常見于深海采礦和疏浚工程中的尾水排放等過程，羽流隨環(huán)境流體流動(dòng)和擴(kuò)散，對海洋環(huán)境產(chǎn)生影響。針對顆粒羽流在橫流中的動(dòng)力學(xué)特性開展試驗(yàn)研究，采用勻速拖曳羽流排放源的方式模擬橫流中的顆粒羽流，基于光學(xué)無接觸測量和圖像處理方法測試分析羽流中顆粒相的分布特征，包括中心線軌跡、濃度分布等。顆粒相濃度沿中心線軌跡可以分為動(dòng)量主導(dǎo)的近場、動(dòng)量主導(dǎo)的遠(yuǎn)場和浮力主導(dǎo)的遠(yuǎn)場三個(gè)發(fā)展階段。研究發(fā)現(xiàn)，排放...

共享錨基礎(chǔ)循環(huán)加載條件下黏性土力學(xué)響應(yīng)研究————作者：李達(dá);李書兆;張暉;孫國棟;易叢;畢乾;張友虎;

摘要：隨著海上風(fēng)能的開發(fā)逐步向深遠(yuǎn)海區(qū)域推進(jìn)，漂浮式海上風(fēng)電逐漸受到重視。然而，高昂的成本是漂浮式海上風(fēng)電發(fā)展的主要障礙。在大型漂浮式風(fēng)電機(jī)組陣列中，采用共享錨點(diǎn)可有效降低海上風(fēng)電基礎(chǔ)的制造和安裝成本。復(fù)雜的環(huán)境荷載以及錨鏈之間的相位差導(dǎo)致施加在共享錨上的凈系泊荷載的方向在一定角度范圍內(nèi)變化。為探究在該特殊加載條件下共享錨基礎(chǔ)周圍土體的力學(xué)響應(yīng)，本研究采用變化方向循環(huán)單剪（VDDCSS）試驗(yàn)裝置，對高嶺...

基于斷裂相場法的海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)焊縫區(qū)裂紋擴(kuò)展研究————作者：林琳;趙仕倫;屈泱泱;沈盼盼;陳念眾;徐浩然;

摘要：本研究旨在探究殘余應(yīng)力對含初始表面裂紋的海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)焊縫區(qū)裂紋擴(kuò)展的影響規(guī)律。基于斷裂相場法將焊接殘余應(yīng)力耦合效應(yīng)引入海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)焊縫區(qū)裂紋擴(kuò)展分析中，建立了無需預(yù)設(shè)裂紋路徑、可實(shí)現(xiàn)裂紋自然擴(kuò)展捕捉的高精度數(shù)值模型。該模型采用指數(shù)型退化函數(shù)來描述材料損傷，通過交替迭代算法求解彈性場與相場的耦合問題。研究系統(tǒng)地探討了裂紋深度、最大拉伸殘余應(yīng)力以及拉應(yīng)力區(qū)半寬對焊縫區(qū)結(jié)構(gòu)完整性和抗裂性能的影響...

水波中新型防波堤內(nèi)亥姆霍茲共振的模擬研究————作者：張煜航;徐進(jìn);寧德志;

摘要：基于勢流理論和時(shí)域高階邊界元方法，對水波中新型防波堤內(nèi)的亥姆霍茲共振問題開展數(shù)值模擬研究。為了模擬黏性耗散，在防波堤前一定區(qū)域和氣室內(nèi)水面邊界條件中引入人工黏性阻尼系數(shù)。開展了網(wǎng)格收斂性分析，并與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了數(shù)值模型的水動(dòng)力性能，及其捕捉亥姆霍茲共振的準(zhǔn)確性。考慮開口長度、吃水、腔體寬度和模型總長度這些模型參數(shù)對亥姆霍茲共振的影響，并將普通亥姆霍茲防波堤與離岸式亥姆霍茲型振蕩水...

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