《海洋工程》2009年第3期文摘

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日期:2009-08-27 17:33 点击数:
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船舶减纵摇方法研究
 为1,黄 昊2,缪国平2,朱仁传2,傅江妍1
(1. 中国舰船研究设计中心,上海201102;2. 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200030)
摘要:针对现有减小船舶纵摇的方法和装置进行总结和分析,并在此基础之上详细介绍一种新型十字型的被动式抗纵摇舵。通过对比分析,抗纵摇舵对于船舶具有明显地减小纵摇的减摇效果。
关键词:船舶减摇;减纵摇舵;舵叶;切片理论计算方法
 
海洋平台T型相贯节点抗火性能研究
刘明路,赵金城,杨秀英,靳  猛
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200240)
摘要:利用有限元软件ABAQUS计算海洋平台T型相贯节点在火灾作用下的极限承载力,并对T型相贯节点进行火灾作用下的抗火性能及节点在降温段的力学性能分析,得出在不同火灾温度下节点的极限承载力。同时对计算结果进行了分析比较,通过参数分析,得到了T型相贯节点在火灾作用下节点极限承载力的变化规律。
关键词:相贯节点;抗火性能;极限承载力;有限元;海洋平台
 
半潜式平台气隙数值预报
 志,杨建民,李 欣,肖龙飞
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海200030)
摘要:气隙预报是半潜平台设计过程中要考虑的关键问题之一。以一座250 m水深半潜式钻井平台为例,对其在5种海况下的气隙响应进行了数值计算,并与相应的模型试验相比较。从比较结果可以看出,一阶数值计算和Stokes二阶统计修正的结果均低估了相对波面升高 的极值,且波陡越大,低估越严重。但是,它可以较好地预报危险点的位置,因此,可以用来在进行模型试验之前确定探针的布置位置和试验浪向。
关键词:半潜式平台;气隙;散射理论;Stokes二阶统计修正;相对波面升高
 
三根附属控制杆对海洋立管涡激振动抑制作用实验研究
宋吉宁,吕 林,张建侨,吴 浩,唐国强,李广伟,滕 斌,赵瑞华
(大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024)
摘要:海洋立管的涡激振动会严重影响立管结构的使用寿命。通过室内水槽实验研究在立管模型周围等分布置三根附属控制杆来减小立管涡激振动响应的新型抑制措施。实验中观测了0.24 m/s、0.31 m/s、0.37 m/s以及0.44 m/s四种均匀流和两个极限来流方向下的涡激振动抑制效果。实验结果表明:三根附属控制杆抑制措施可明显降低立管模型的横向振动幅值,但对主管的振动频率改变不大;同时,这一抑制措施对来流方向有较强的适应性,避免了以往单根控制杆在流向发生改变时可能加剧立管涡激振动的弊端。
关键词:海洋立管;涡激振动;抑制;控制杆;实验研究
 
一种新概念潜浮平台操纵性仿真研究
殷星杰,冯正平,易 宏,李英辉
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200030)
摘要:新概念潜浮平台是一种全新的船型,在建造实船之前对其操纵性能进行全面评估非常 重要。首先在模型操纵性试验和理论分析的基础上建立考虑波浪干扰力和力矩作用的平台操纵运动数学模型,并用Simulink建立图形化的动力学仿真程序。基于该程序对水 面和水下各种操纵情况进行仿真和分析,并就平台在波浪中的操纵性进行研究。仿真结果表明该平台具有良好的操纵性能,从而验证了设计,并为今后运动控制系统的设计提供了一个验证平台。关键词:新概念潜浮平台;操纵性;仿真
 
两层流体中内孤立波与潜体相互作用数值模拟
付东明,尤云祥,李 巍
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海200240)
摘要:提出基于双推板的内孤立波数值造波方法,对两层流体中内孤立波与潜体的相互作用进行了数值模拟,分析不同潜深下潜体所受的内孤立波载荷特性。结果表明,内孤立波对水下潜体的载荷作用是不可忽视的。特别地,当潜体位于内孤立波中时,其所受的垂向力要远比潜体位于内孤立波下时的大。
关键词:内孤立波;双推板造波;潜体;数值水槽;两层流体
 
垂向动载荷下桶形基础响应实验研究
矫滨田1,2,鲁晓兵1,张建红3,时忠民2,鲁晓兵,张建红,时忠民
(1. 中国科学院 力学研究所,北京100080;2. 中国海洋石油总公司 研究中心,北京 100027;3. 清华大学 水利系,北京100080)
摘要:对垂向动载荷作用下吸力式桶形基础(简称桶基)响应进行离心机实验模拟。结果表明,在垂向动载荷作用下,当载荷幅值超过一定值时,桶基周围砂土软化甚至液化,发生明显的沉降。桶基周围土体的沉降随着载荷幅值的增加而增加。由于液化区的滤波和对动载的衰减作用,发生沉降的范围有限,离桶壁约一倍桶高距离。超孔隙水压从桶基边沿水平向逐渐衰减,从土面开始往下逐渐衰减到零。桶基周围砂土完全液化的厚度随载荷幅值的增加而增加,最大值约为桶高的40%。
关键词:饱和砂土;离心机实验;沉降;垂向动载荷;液化;桶形基础
 
Spar平台吸力式基础极限承载特性数值分析
 志1,杜守继1,王德禹1,2
(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)
摘要:以国外某深海Spar平台工程为背景,针对其所采用的细长型吸力式基础的抗拔承载特性进行 三维有限元数值分析。分析中充分考虑土体强度、加载位置和加载角度对吸力式基础极限抗拔承载力的影响,本构模型中钢筒基础采用弹塑性模型。分析结果表明,吸力式基础的极限抗拨承载力随着土体强度的增大而增大,倾斜加载时在基础插入土体部分中点左右加载可取得最大的极限承载力,极限抗拔承载力还随着加载角度的增大而增大。吸力式基础存在倾斜加载时桶基础与桶内外土体的共同塑性屈服破坏和垂直加载时桶外土体的局部剪切破坏等两种不同的破坏模式。
关键词:Spar平台;吸力式基础;极限抗拔承载力;数值分析
 
深水中极限波峰下速度场快速算法
宁德志,滕 斌,勾 莹
(大连理工大学 海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116023)
摘要:基于五阶斯托克斯规则波理论,提出了一种快速求解深水极限波峰下速度场的数学模型。研究中,按照上跨零点和下跨零点的方法由计算或实测的极限波浪波面时间历程确定包含极限波峰的相邻两个周期的平均值为五阶斯托克斯规则波的波浪周期,然后根据极限波峰反推确定波浪入射波幅。通过与已有的数值结果和实验数据对比,验证了所建立的数值模型可以快速准确的计算出极限波峰下的速度场,相比其他模型,更适合于工程应用。
关键词:极限波浪;深水;五阶斯托克斯规则波;速度场
 
厦门香山至长尾礁沙滩修复实践及理论探讨
王广禄,蔡 锋,曹惠美,苏贤泽,雷 刚
(国家海洋局 第三海洋研究所,福建 厦门361005)
摘要:以厦门香山~长尾礁沙滩修复工程为例,研究了海滩的修复和改造技术。香山~长尾礁沙滩位于厦门东海岸,岸段原始沙滩已消失殆尽,于2007年10月完成海滩修复的一期工程,海滩的宽度和质量经一年来的监测,改造基本稳定,并明显好于历史时期的海滩。从选址条件、海滩设计要素及施工方法等方面,探讨了人造海滩修复的主要内容及修复后海滩的成长过程。
关键词:海滩修复;沙滩设计要素;沙滩演化
 
磨刀门拦门沙区域近期地貌演变和航道整治研究
贾良文,任 杰,徐治中,谭 超
(中山大学 近岸海洋研究中心,广东 广州510275)
摘要:应用近几年的水文和地形实测资料,研究了磨刀门拦门沙区域近期的动力和地貌演变特点。近期地貌演变的主要特点为:深槽外移扩展,一主一支分汊明显;拦门沙内坡冲刷外移,外坡变化不大,纵向宽度变窄;拦门沙西区淤积,拦门沙中心区和拦门沙东区冲刷;地貌轴线总体向南和西南方向偏转。从水动力和地貌演变的角度来看,磨刀门拦门沙区域航道整治应关注下列问题:1)注意河口性质的变化,着重解决径流输沙,波流共同输沙这两个主要问题;2)在工程布置中,应与口门外动力场的特点和地貌演变的总体趋势相适应,以建设双导堤为宜;3)西汊、东汊均是可选择的航线,从综合因素考虑宜选择西汊;4)注重 河口分汊的自然规律,注意保护东支汊;5)注意稳定拦门沙中心区。
关键词:磨刀门;拦门沙;地貌;航道整治
 
基于广义扩散方程海工混凝土结构耐久寿命概率评估方法
王晓舟1,2,金伟良1,金立兵3,金伟良,金立兵
(1. 浙江大学 结构工程研究所, 浙江 杭州310027; 2. 汉嘉设计集团股份有限公司,浙江杭州310005; 3. 河南工业大学 土木工程系,河南 郑州450052)
摘要:针对国内现有的氯离子侵蚀寿命预测模型存在的问题,提出了基于广义扩散方程(GDF)的海洋环境下混凝土结构耐久寿命预测的概率方法。以某海上混凝土工程原位取粉测试及室内快速试验为手段,获得不同环境分区的时变模型参数统计值。采用随机抽样方法,实现结构各部位混凝土使用寿命的概率预测。通过对模型参数的敏感性分析讨论了该模型的优点。最后,提出了周期性检测,不断更新模型参数的动态寿命评估思路。
关键词:混凝土结构;寿命评估;概率预测;广义扩散方程;海工混凝土
 
潜艇指挥台围壳对阻力和伴流场影响数值研究
吴方良1,吴晓光1,马运义1,张志国2,何汉保1,吴晓光,马运义,张志国,何汉保
(1. 中国舰船研究设计中心,湖北 武汉430064;2. 华中科技大学 船舶与海洋工程学院,湖北 武汉430074)
摘要:采用Reynolds平均Navier Stokes(RANS)方法计算潜艇三维粘性流场,分析潜艇指挥台围壳对潜艇水动力性能的影响。采用全附体SUBOFF模型验证了CFD方法,通过将螺旋桨盘面处的实效伴流场、艇体表面压力分布以及模型总阻力的模拟结果与Taylor船池的实验 结果进行对比。比较结果显示CFD计算结果与实验数据具有很好的一致性,表明CFD方法可以用于潜艇指挥台围壳设计的水动力计算。通过数值计算研究指挥台围壳的高度和在艇上的 分布位置对其后方的流场、螺旋桨盘面处的伴流场和阻力的影响。
关键词:潜艇;指挥室围壳;伴流场;水下总阻力;数值计算
 
基于SolidWorks移动式平台稳性计算方法
伦灿章,胡铁牛
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200030)
摘要:提出一种利用SolidWorks进行移动式平台稳性计算的方法。应用VB.NET对SolidWo rks进行二次开发,自动创建、修改平台的三维实体模型,并由此快速准确地求出体积、形心等稳性计算所需的参数,从而使平台稳性计算变得更加方便快捷而且精度更高。最后通过计算实例证明,利用该方法计算平台的稳性是切实可行的。
关键词:移动式平台;稳性计算;SolidWorks;三维模型
 
集装箱船货舱区结构设计和强度评估研究
 桥,夏利娟,刘晓鹏,王德禹
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海200030)
摘要:基于NAPASteel软件,实现某集装箱船货舱区的3D结构设计,并输出2D的CAD纸。同时,在结构设计模型的基础上直接生成三舱段结构的初始有限元模型,参照CCS规范要求对模型进行修改完善后,应用MSC.Nastran软件对其进行了强度分析和屈曲计算,获得了该舱段结构强度的详细信息,并根据评估结果来完善结构设计。与传统的2D结构设计模式相比较,3D结构设计方法能有效地提高设计质量和效率。
关键词:集装箱船;三舱段;有限元;屈服强度;结构设计
 
珠江口磨刀门灯笼山断面枯季输沙关系分析
 琮1,宋志尧2,孔 俊1
(1. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,河海大学海洋学院,江苏南京210098;2. 虚拟地理环境教育部重点实验室 南京师范大学,江苏南京210097)
摘要:在分析磨刀门河口潮汐、水流、泥沙特性的基础上,结合2001年枯季口内灯笼山断面流量、输沙率同步实测过程线,对该断面的逐时输沙关系进行回归分析,发现无论涨潮阶段还是落潮阶段,其相关性均很高。同时通过单宽输沙量分解,对磨刀门悬沙输移主要因素进行分析,结果表明磨刀门在枯季期间以悬沙输移优势流贡献为主,悬沙向海输运。
关键词:磨刀门;枯季;输沙关系;回归分析;灯笼山断面
 
海底隧道围岩稳定性模糊概率分析
许文锋
(国家海洋局 第三海洋研究所,福建 厦门361005)
摘要:针对采用定值相对极限位移判定隧道围岩稳定性时存在的问题,提出了采用模糊概率理论判定隧道围岩稳定的计算方法。结合厦门翔安海底隧道工程实际,利用曲线回归和模糊概率方法对海底隧道围岩稳定性概率进行了计算分析。参考现行规范并根据海底隧道各个开挖步的变形量综合确定极限相对位移上下限,采用指数函数对海底隧道CRD1部和CRD3部的拱顶下沉收敛曲线进行了回归分析。根据回归参数及实测结果,应用模糊概率公式对隧道围岩的稳定性概率进行了计算,从而为根据某个时刻的相对位移来判断海底隧道稳定性提供了参考。
关键词:海底隧道;围岩;稳定性;模糊概率
 
拖曳式剖面探测拖体系统构成及运动控制试验
杨晓帆,周 凯,何志强,易杏甫
(中国船舶重工集团公司 第七一五研究所,浙江 杭州310012)
摘要:拖曳式剖面探测拖体是一种能做波浪式轨迹运动的载体,可对海洋进行实时多参数剖面探测。阐述国内首台拖曳式剖面探测拖体的组成、功能及运动轨迹,并对运动轨迹控制进行实船试验研究。结果表明,拖曳式剖面探测拖体具有控制性能优良,实现传感器数据的实时采集。
关键词:拖曳式剖面探测拖体;运动轨迹;拖曳控制;机翼
 
一种基于微细光缆的固定式深海观察系统
 磊,杨申申,刘 涛,沈明学,马伟峰
(中国船舶科学研究中心,江苏 无锡214082)
摘要:介绍一种利用微细光缆实现深海观察的小型装置。阐述其系统组成、工作方式及利用微细光缆实现深海视频信号和数据的传输过程以及其研制的关键技术,展望了此种深海观察站的发展前景。
关键词:深海观察站;微细光缆;损耗;水密;传输系统
 
吊舱推进器与船体间相互影响研究进展
 亮,王 磊
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海200030)
摘要:吊舱推进器是近年来发展起来的一种新型船舶推进装置。针对吊舱推进器与船体之间影响的成因、干扰形式和研究方法进行了阐述,总结了吊舱推进器与船体之间相互影响的理论研究和模型试验方面取得的成果。最后提出该领域的主要研究方向,作为进一步研究的参考。
关键词:吊舱推进器;桨船干扰;推力损失;船体
 
台风气压场与风场研究进展
 洁1,汤立群1,申锦瑜2,刘大滨1
1. 中国水利水电科学研究院,北京100048;2. Dalhousie Universitg, Hailfax, N S, Canada, B3H4J1)
摘要:回顾了台风气压场、风场研究的发展过程。从台风气压场与风场的理论研究、台风的不对称性结构、最大风速与变分调整方法、台风气压场与风场的数值模拟和台风作用下水汽热交换等方面的研究进展进行了综合分析与述评,并根据学科发展趋势和工程实际的需要,指出今后在台风气压场与风场的研究中应着重解决的问题和发展趋势。
关键词:台风气压场;台风风场;水汽热交换;数值模拟