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深海工程技术在深空探测领域应用前瞻 被引量：1
1
作者 张浩 巴好亮 +4 位作者 叶聪 王豪 沈永春 李国瑞 李艳青 《中国工程科学》 北大核心 2025年第2期159-171,共13页
随着“三深”(深空、深海、深地)技术研究的不断深入,发现深海工程与深空探测存在诸多技术联系,研究深海工程技术在深空探测领域的应用将有利于助力“三深”技术发展。本文从对比深空与深海环境特征角度出发,揭示了深海工程与深空探测... 随着“三深”(深空、深海、深地)技术研究的不断深入,发现深海工程与深空探测存在诸多技术联系,研究深海工程技术在深空探测领域的应用将有利于助力“三深”技术发展。本文从对比深空与深海环境特征角度出发,揭示了深海工程与深空探测技术在压力、温度适应性方面存在一定相似性,进一步分别从结构安全性、复杂作业技术与装备、无人智能化与载荷小型化、试验场建设等方面展开了前瞻性探索。分析发现,地外空间物理特征的多样性十分突出,部分热点星球的空间环境与深海环境存在较强的相似性,具体体现在压力及腐蚀环境等方面,这使得深海结构物的设计与防腐技术具备向深空探测领域的移植性;同时深空探测对于装备的复杂控制、无人自动化程度需求与深海装备的目标是一致的,具体的装备研制技术具备互换基础;海底火山区以及南极冰下湖存在非常明显的类地外空间特征,面向深空探测具备建立试验场的环境条件,可作为未来深海试验场以及深空探测新型试验技术的研究方向。综上所述,随着深海与深空技术的不断发展,两者之间的技术互换以及跨域应用已经显现出较高的可能性,将深海工程技术充分地应用于深空探测领域,将助力我国深空探测装备更快发展。 展开更多
关键词 深海工程 深空探测 结构安全性 作业装备 智能化与小型化 深海试验场
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漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究 被引量：1
2
作者 蒋习民 魏宇豪 +3 位作者 刘锦昆 王树青 宋宪仓 王霄 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期48-61,共14页
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通... 漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通过在系缆不同位置处布置系列重物块来改变不同水深条件下系缆的空间构型和水平回复力特性,提出了一种改进混合式系泊系统以满足漂浮式光伏结构不同潮位下的系泊定位需求。以1 MW漂浮式光伏方阵为例,对混合式系泊系统在不同水位和荷载方向下的适用性进行了数值研究。结果表明,不同水位下漂浮式光伏模块运动响应幅值差异不超过14%,高水位下系缆张力响应明显大于低水位下系缆张力响应,其张力响应幅值差异不超过268%,表明文中提出的混合式系泊系统对极浅水、大潮差漂浮式光伏结构具有较好的系泊定位性能。 展开更多
关键词 漂浮式光伏结构 极浅水大潮差 混合式系泊系统 耦合动力分析 系统动力响应
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箱型浮式防波堤的波浪消减性能分析研究 被引量：1
3
作者 马玉祥 田世豪 董国海 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期46-55,共10页
为了综合比选现有箱型浮式防波堤、分析其截面的改进设计方向,本文总结了目前提出的箱型浮式防波堤的截面型式,并收集对应的物理模型试验结果对其波浪消减性能进行了分析。通过引入无量纲参数β,对各类浮堤的消波特性进行讨论,得到了不... 为了综合比选现有箱型浮式防波堤、分析其截面的改进设计方向,本文总结了目前提出的箱型浮式防波堤的截面型式,并收集对应的物理模型试验结果对其波浪消减性能进行了分析。通过引入无量纲参数β,对各类浮堤的消波特性进行讨论,得到了不同截面型式浮式防波堤的消浪性能边界。结果表明:当入射波周期小于9 s时,各类浮堤的透射系数可达到0.5以下;当大于9 s时,浮堤的消浪能力大幅下降,透射系数集中在0.8~1.0。在此基础上,总结了3种改进浮式防波堤截面的途径,建议优选组合异形截面并添设消波模块。 展开更多
关键词 浮式防波堤 消波特性 物理模型试验 截面型式 消波模块 消波评价参数 截面设计 透射系数
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中浅水深漂浮式风机系泊系统失效影响数值研究 被引量：1
4
作者 李雅丽 高洋洋 王立忠 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期101-115,共15页
基于FAST-OrcaFlex风机时域一体化计算模型,开展中浅水深15 MW半潜漂浮式风机系泊系统连续失效数值模拟研究,分析正常发电和停机工况下系泊系统失效过程对漂浮式风机动力响应特性的影响规律。研究结果表明:在水深h=50 m,有效波高Hs=8.30... 基于FAST-OrcaFlex风机时域一体化计算模型,开展中浅水深15 MW半潜漂浮式风机系泊系统连续失效数值模拟研究,分析正常发电和停机工况下系泊系统失效过程对漂浮式风机动力响应特性的影响规律。研究结果表明:在水深h=50 m,有效波高Hs=8.30 m,谱峰周期Tp=12.05 s,湍流风平均风速为16 m/s时,当与风浪同向单根锚链在导缆孔处破断时,同向剩余两根锚链在导缆孔处张力会显著增大,风机基础不会发生较大偏移;当多根锚链在导缆孔处连续破断时,半潜式基础纵荡和横荡平均漂移距离最大可达152.64和6.72 m,导致剩余锚链悬空段减小,导缆孔张力降低;海流的作用显著增大系泊系统破断后漂浮式风机的漂移距离;极端停机工况下,半潜式基础纵荡和横荡平均漂移距离最大可达452.46和2.13 m。此外,动态海缆在漂浮式风机产生较大偏移后,弯曲曲率会超过其限值,极易发生破断失效,导致风机停机。 展开更多
关键词 漂浮式风机 系泊系统破断 一体化分析 运动响应 系泊张力 动态海缆
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基于颗粒阻尼理论的海上风机减振甲板特性研究 被引量：1
5
作者 董霄峰 任绅铖 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期74-87,共14页
当前,海上风电正朝“大容量、高塔筒、长叶片”的方向发展,在复杂海洋环境影响下,更加柔性的海上风机容易引发结构超限振动或疲劳振动问题,对海上风电场的安全运行带来严峻挑战。引入颗粒阻尼理论解决海上风机的振动控制问题。首先,充... 当前,海上风电正朝“大容量、高塔筒、长叶片”的方向发展,在复杂海洋环境影响下,更加柔性的海上风机容易引发结构超限振动或疲劳振动问题,对海上风电场的安全运行带来严峻挑战。引入颗粒阻尼理论解决海上风机的振动控制问题。首先,充分考虑风机内部空间布局与限制要求,提出了一种新型的减振颗粒甲板(VR-PD)结构形式;其次,建立了有限元与离散元(FEM-DEM)耦合的海上风机单自由度模型,并分别从颗粒的阻塞性和非阻塞性、颗粒半径和数量、腔体尺寸和颗粒叠加层数、腔体边壁倒角、颗粒质量比、结构自振周期等六方面进行VR-PD的减振特性研究;最后,建立了等质量的调谐质量阻尼器(TMD)模型,考虑急停工况、停机工况和地震工况对两者减振效果进行对比。结果显示:VR-PD最多可提升阻尼比70.6%、多降低12.9%的振动位移和9.5%的振动加速度,VR-PD不仅减振效果优于TMD,而且可以更好地适应海上风机的内部空间,具有很好的工程实用性。 展开更多
关键词 海上风电 振动控制 颗粒阻尼器 调谐质量阻尼器 FEM-DEM耦合建模
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水流冲刷作用下海上基础的固化土防护效率研究 被引量：1
6
作者 管友海 梁开新 +4 位作者 杨照辉 刘少健 吕环宇 赵茹 赵猛 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期118-130,共13页
开展固化土对海上基础防护效率研究具有重要的实践意义。通过FLOW-3D软件模拟48组不同流速下不同临界希尔兹数θ_(cr)、防护范围、防护高度工况,揭示了3种因素对固化土防护效率的影响规律,并采用Origin软件拟合文中数据建立了θ_(cr)、... 开展固化土对海上基础防护效率研究具有重要的实践意义。通过FLOW-3D软件模拟48组不同流速下不同临界希尔兹数θ_(cr)、防护范围、防护高度工况,揭示了3种因素对固化土防护效率的影响规律,并采用Origin软件拟合文中数据建立了θ_(cr)、防护高度与最大冲刷深度、防护效率的函数预测模型,最后对边缘冲刷现象进行类比分析。研究表明:防护效率与θ_(cr)呈明显正相关关系,随着θ_(cr)增加,不同流速下的固化土冲刷深度均有效降低,且降低速度存在差异;固化土防护效率随着防护范围、防护高度的增加而提高,提高范围分别为8%~19%和28%~39%,防护范围为1.5D且不小于0.4 m高度的固化土最适宜;建立的幂函数、指数函数模型能够准确预测结果;改变θ_(cr)对边缘冲刷深度影响不大,低流速冲刷下提高防护范围可以有效降低边缘冲刷,高流速冲刷下改变防护范围对其影响较小。 展开更多
关键词 海上风电 海上基础 固化土防护 数值模拟 防护效率
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水面舰船雷达波SAR成像隐身技术研究 被引量：1
7
作者 李敢 倪海参 +1 位作者 上官子柠 张韩西子 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期149-153,共5页
该研究主要应用于水面舰船雷达波隐身设计优化领域,针对国内外研究现状,采用高频电磁仿真计算方法,通过目标几何建模、SAR成像散射特征识别、散射特征分析及强散射源控制、雷达波隐身设计等相关措施,提出面向雷达成像的水面舰船雷达波... 该研究主要应用于水面舰船雷达波隐身设计优化领域,针对国内外研究现状,采用高频电磁仿真计算方法,通过目标几何建模、SAR成像散射特征识别、散射特征分析及强散射源控制、雷达波隐身设计等相关措施,提出面向雷达成像的水面舰船雷达波散射特征隐身研究方法,可快速预估水面舰船等复杂目标的散射中心,通过相关强散射源控制,以电磁仿真驱动对舰船外形进行优化,可有效改善水面舰船的雷达波隐身性能,提升水面舰船的战斗隐蔽性和生存能力。 展开更多
关键词 舰船 雷达波 散射特性 隐身 SAR成像
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海洋平台桩基注浆加固水泥土抗剪强度试验研究
8
作者 陈同彦 吴敏 +3 位作者 冯春健 杨宝山 王腾 崔永强 《海洋科学》 北大核心 2025年第3期84-92,共9页
为探究海洋平台桩基注浆加固承载性能,针对黄河粉土开展24组直剪试验,定量分析了水泥掺入比、固结压力对水泥土抗剪强度的影响规律。结果表明:试样抗剪强度随着水泥掺入比的增加不断增大,15%水泥掺入比试样的抗剪强度比原始粉土提高140%... 为探究海洋平台桩基注浆加固承载性能,针对黄河粉土开展24组直剪试验,定量分析了水泥掺入比、固结压力对水泥土抗剪强度的影响规律。结果表明:试样抗剪强度随着水泥掺入比的增加不断增大,15%水泥掺入比试样的抗剪强度比原始粉土提高140%~209%;25%水泥掺入比试样抗剪强度比原始粉土提高160%~246%。且水泥土强度参数(黏聚力、摩擦角)与水泥掺入比呈线性增长关系。当水泥掺入比相同时,随着固结压力的增加,水泥颗粒与土颗粒之间咬合更加密实,试样的抗剪强度增加,固结压力提高150 kPa时,黏聚力提高了6%~12.5%,摩擦角提高了9.6%~14.3%。埕岛油田海洋平台桩基注浆加固前后承载力数值计算结果表明,桩基极限承载力由未注浆时的2967 kN提高到注浆后5379 kN,增长了81.29%,说明注浆技术能够有效地提升桩基承载能力。 展开更多
关键词 粉土 桩基 水泥掺入比 固结压力 直剪试验
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低质量比刚性柱涡激振动特性的数值研究
9
作者 陈庆为 黄国庆 +3 位作者 丁敏 邹佳和 周波 刘辉 《船舶工程》 北大核心 2025年第S1期798-805,823,共9页
[目的]通过对光滑圆柱、表面沟槽圆柱与方形柱在不同约化速度Ur(3, 5, 7, 9, 11)及时变流速条件下的流线、涡脱落模式和涡激振动振幅进行比较分析,探讨几何形状对涡激振动特性的影响。[方法]采用Newmark方法可视化不同流速下的流场,分... [目的]通过对光滑圆柱、表面沟槽圆柱与方形柱在不同约化速度Ur(3, 5, 7, 9, 11)及时变流速条件下的流线、涡脱落模式和涡激振动振幅进行比较分析,探讨几何形状对涡激振动特性的影响。[方法]采用Newmark方法可视化不同流速下的流场,分析流体动力学特性与结构响应之间的关系。[结果]研究发现,随着约化速度Ur的增加,光滑圆柱的涡脱落逐渐规则化,流线平滑,涡结构对称,流场稳定性提高。表面沟槽圆柱有效抑制了涡激振动,特别是在Ur=5~9,沟槽通过提前剪切层分离点并形成局部反向涡旋,减少了涡流的周期性冲击,从而降低了振动强度。方形柱的涡脱落行为较为复杂且不规则,振动幅度随着Ur的增加而增大。[结论]在时变流速条件下,光滑圆柱与表面沟槽圆柱的振幅显著增大,且最大振幅高于均匀流情况下的最大值,而沟槽的减振效果明显减弱;方形柱的涡脱落模式变化较小,振幅增幅较为有限。 展开更多
关键词 低质量比 涡激振动 振动特性 数值模拟
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跨逆断层碳纤维加固海底管道抗错动性能研究
10
作者 余杨 周志远 +3 位作者 黄明哲 李振眠 徐启龙 余建星 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期230-238,276,共10页
我国海洋油气区块位于环太平洋地震断裂带,长输管道常不可避免地穿越地震断层活跃区。以跨逆断层海底管道作为研究对象,首先建立考虑几何、材料和接触非线性的屈曲失效分析模型,通过文献断层试验和数值模拟结果对比证明了非线性有限元... 我国海洋油气区块位于环太平洋地震断裂带,长输管道常不可避免地穿越地震断层活跃区。以跨逆断层海底管道作为研究对象,首先建立考虑几何、材料和接触非线性的屈曲失效分析模型,通过文献断层试验和数值模拟结果对比证明了非线性有限元模型的正确性。提出了跨断层管段的碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic,CFRP)包层加固方法,模拟逆断层作用下加固前后海底管道屈曲失效过程,量化分析了CFRP包裹长度、包裹层数、包裹角度对海底管道抵抗错动性能的影响。结果表明,逆断层作用下海底管道将出现拉伸失效、屈曲失效和横截面过度变形等失效模式。在断层破裂面附近区域包裹CFRP能够明显增强海底管道抵抗错动性能;包裹角度为±60°,包裹长度为1.4 m,包裹层数为4层的CFRP包层效果较佳。 展开更多
关键词 海底管道 逆断层 非线性有限元 屈曲失效 碳纤维增强复合材料(CFRP)
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超大型船舶码头舾装作业抗台系泊模型试验研究
11
作者 李小军 闻鸣 +2 位作者 诸云鹏 陈达 郭殿禹 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期89-99,共11页
舾装船舶由于其吃水浅、受风面积大,在系靠泊过程中遭遇台风时极易出现缆绳断裂情况。针对15000 TEU舾装集装箱船开展物理模型试验,测量超大型舾装船舶在台风条件下,不同风、浪、流组合工况中的船舶运动量、缆绳系缆力和护舷撞击力。结... 舾装船舶由于其吃水浅、受风面积大,在系靠泊过程中遭遇台风时极易出现缆绳断裂情况。针对15000 TEU舾装集装箱船开展物理模型试验,测量超大型舾装船舶在台风条件下,不同风、浪、流组合工况中的船舶运动量、缆绳系缆力和护舷撞击力。结果表明:对于系泊系统的动力因素,波浪的影响程度大于风和水流,其中,周期较波高影响更显著,在实际系泊中应予以更多关注;采用加强系缆能够显著降低运动量和系缆力,使各位置系缆力分配更均匀,从而降低断缆风险;对于舾装船舶,横荡和纵荡主要受低频波浪激励,其余自由度运动响应主要受入射波的峰值周期影响。此外,以系缆力为控制标准,对舾装船舶的抗台允许系靠泊条件进行了评估,试验结果可为确保舾装船舶系靠泊安全提供依据。 展开更多
关键词 舾装船舶 台风 船舶运动量 系缆力 物理模型试验
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基于离散元法的沙漏形FPSO海冰载荷特性研究
12
作者 李昊 刘俊 王文华 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期25-33,共9页
北极地区油气资源储备丰富,然而海冰环境给极地海洋装备作业带来了重大挑战。当前对极区油气开发核心装备FPSO的冰载荷特性研究并不充分。为了实现平台在极地区域安全运行,提出将沙漏形FPSO投入极区使用。利用平台和海冰相互作用的离散... 北极地区油气资源储备丰富,然而海冰环境给极地海洋装备作业带来了重大挑战。当前对极区油气开发核心装备FPSO的冰载荷特性研究并不充分。为了实现平台在极地区域安全运行,提出将沙漏形FPSO投入极区使用。利用平台和海冰相互作用的离散元分析方法,数值模拟沙漏形FPSO与典型海冰的作用过程,分析不同装载吃水下的沙漏形FPSO冰载荷时域特性,并选取多工况与相同功能的传统圆筒形FPSO的冰载荷进行对比;基于正交试验设计法,讨论典型冰况下的海冰速度、海冰密集度、海冰厚度等冰况参数对沙漏形FPSO所受冰载荷的影响。结果表明:当装载吃水位于沙漏形FPSO的腰线以上时,冰载荷较小且FPSO具有优良的工作性能;沙漏形FPSO基于其外形特点相较圆筒形FPSO在抗冰性能上具备显著优势;典型冰况中海冰速度对沙漏形FPSO的冰载荷影响最显著,海冰密集度次之,且两者相互作用明显。研究结果可为极区FPSO的设计和运行提供科学依据和技术支持。 展开更多
关键词 沙漏形FPSO 海冰载荷 DEM数值模拟 正交试验 方差分析
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网衣水动力载荷影响因素分析
13
作者 范亚丽 赵战华 +1 位作者 俞俊 吴澜 《船舶工程》 北大核心 2025年第5期1-6,77,共7页
[目的]为充分了解波浪和水流等环境因素以及网衣密实度等网衣自身因素对网衣水动力性能的影响,获取可靠的网衣水动力载荷预报方法,[方法]采用模型试验的方法在波流水槽中开展波、流和波流联合作用下的网衣水动力试验,研究网衣在多种影... [目的]为充分了解波浪和水流等环境因素以及网衣密实度等网衣自身因素对网衣水动力性能的影响,获取可靠的网衣水动力载荷预报方法,[方法]采用模型试验的方法在波流水槽中开展波、流和波流联合作用下的网衣水动力试验,研究网衣在多种影响因素下的水动力载荷性能。[结果]研究结果表明:与波浪和海流相关的环境因素以及网衣密实度等与网衣自身属性相关的参数对网衣的水动力载荷均有明显影响;在规则波和波流联合试验中,网衣水动力载荷时历曲线呈现出与波面同步的周期性变化规律;波流联合作用下流体质点速度具有明显的叠加效应,直接导致网衣的水动力载荷明显高于波、流单独作用时的结果。[结论]研究成果可供后续各影响因素与网衣水动力载荷之间的定量关系研究参考。 展开更多
关键词 网衣 水动力载荷 模型试验
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一种新型截面浮式防波堤的消波性能研究
14
作者 马玉祥 田世豪 董国海 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期1921-1931,共11页
针对现有浮式防波堤难以消减较长周期波浪的局限性,本文提出了一种新的截面型式的浮式防波堤。利用西门子Star CCM+软件,通过一系列数值波浪水槽试验,开展了该新型截面防波堤的消波性能分析。结果表明:在入射波周期T=10 s的条件下,本文... 针对现有浮式防波堤难以消减较长周期波浪的局限性,本文提出了一种新的截面型式的浮式防波堤。利用西门子Star CCM+软件,通过一系列数值波浪水槽试验,开展了该新型截面防波堤的消波性能分析。结果表明:在入射波周期T=10 s的条件下,本文提出的新型截面防波堤的透射系数相较于已有的整体尺寸近似或截面面积接近的浮式防波堤降低约20%;本文进一步分析了截面局部尺寸对该浮式防波堤消波性能的影响,当水平导浪板的长度由5 m增加至9 m,T=10 s波浪下该防波堤的透射系数可由0.6降至0.5。此外,在底部增设多列竖直板可使透射系数降低5%~12%,有效地增强了防波堤的性能。 展开更多
关键词 浮式防波堤 消波性能 新型截面 消波模块 数值波浪水槽试验 透射系数 挡浪墙 底部竖板
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规则波作用下混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤演化
15
作者 常留红 郭洋 +2 位作者 郑景琦 李飘 薛雄 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期138-148,共11页
针对海工建筑物混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤在波浪作用下加速演化,进而导致涂层发生力学剥蚀的问题,本文基于内聚力模型基本理论,二次开发内聚力单元,建立环氧涂层-混凝土基体界面初始损伤内聚力模型,模拟规则波作用下界面疲劳损... 针对海工建筑物混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤在波浪作用下加速演化,进而导致涂层发生力学剥蚀的问题,本文基于内聚力模型基本理论,二次开发内聚力单元,建立环氧涂层-混凝土基体界面初始损伤内聚力模型,模拟规则波作用下界面疲劳损伤过程,分析规则波作用下气泡生成角度、面积和偏心率等因素对初始损伤演化的影响。结果表明,涂层界面初始损伤的扩展演化分为损伤演化前、疲劳累积和损伤扩展三个阶段:初始损伤演化前,初始损伤动力响应集中于气泡底部尤其是半短轴边缘部位;疲劳累积阶段,半短轴边缘疲劳损伤累积呈阶梯式增长,半短轴边缘脱黏失效后,半长轴疲劳损伤迅速累积并发生脱黏失效;脱黏扩展阶段,脱黏区域从气泡初始损伤底部向外扩展,半短轴脱黏速率大于半长轴,最终形成圆形脱黏区域。随着气泡面积和偏心率的增加,内聚力单元最大应力和最大应变增大,涂层脱黏历时缩短;随着气泡生成角度增加,气泡底部内聚力单元最大应变逐渐减小,底部内聚力单元的应变集中效应减弱,涂层脱黏历时增长。 展开更多
关键词 涂层界面 波浪荷载 界面气泡 初始损伤 内聚力模型 损伤演化
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考虑时变气动阻尼的植入式嵌岩导管架风机基础动力响应特性研究
16
作者 苏凯 王向坤 +1 位作者 朱洪泽 周鑫 《振动与冲击》 北大核心 2025年第17期20-30,47,共12页
运行状态下由叶轮旋转效应产生的气动阻尼可显著影响海上风机结构的振动,在嵌岩风机基础动力响应分析中,其时变特性的影响不容忽视。基于ABAQUS软件建立了植入式嵌岩导管架风机基础数值模型,通过PYTHON二次开发根据叶轮推力系数与风速... 运行状态下由叶轮旋转效应产生的气动阻尼可显著影响海上风机结构的振动,在嵌岩风机基础动力响应分析中,其时变特性的影响不容忽视。基于ABAQUS软件建立了植入式嵌岩导管架风机基础数值模型,通过PYTHON二次开发根据叶轮推力系数与风速的关系构建了时变气动阻尼器模块,以分析时变气动阻尼及其影响因素对该风机结构动力响应的影响。结果表明:时变气动阻尼可有效抑制结构的动力响应,塔顶位移及加速度均方根折减系数可达7.49%及55.05%,而使用固定气动阻尼无法准确反映结构真实响应;来流方向使得嵌岩三桩仅单桩受压时加速度响应最大,同时该方向下气动阻尼的抑制效果最强,如塔顶位移折减系数可达11.95%;湍流强度增大时,时变气动阻尼对塔顶响应均方根的抑制效果减弱,位移折减系数由8.98%减小至4.79%,但对峰值的抑制效果增强;风速改变引起叶轮推力与气动阻尼力间的差值改变,额定风速下气动阻尼的抑制效果最差。因此,在风机运行中,应重视气动阻尼的时变特性以优化减振策略。 展开更多
关键词 海上风机 导管架 嵌岩桩 气动阻尼 动力响应
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深水测试管柱内管横向动态特性
17
作者 孙巧雷 金雨杰 +2 位作者 刘语维 田杰 冯定 《中国海上油气》 北大核心 2025年第3期244-253,共10页
深水测试管柱的性能直接影响测试系统的安全性。为了掌握深水测试管柱管中管结构中的内管在载荷作用下的横向动态特性,建立了测试管柱管中管三维有限元分析模型,通过搭建管中管力学与流体流动性能测试台架开展实验对比,验证了有限元模... 深水测试管柱的性能直接影响测试系统的安全性。为了掌握深水测试管柱管中管结构中的内管在载荷作用下的横向动态特性,建立了测试管柱管中管三维有限元分析模型,通过搭建管中管力学与流体流动性能测试台架开展实验对比,验证了有限元模型的可靠性;基于该模型进一步分析不同因素对深水测试管柱内管横向振动响应的影响。结果表明:(1)内管壁厚对内管的影响明显,壁厚增加,在各个时刻,内管位移响应减小,且随时间呈周期性变化特征;(2)波浪波高增加在一定程度上增大了波流载荷,内管的位移响应增大但振动周期保持不变;(3)作业水深在1000~1300 m内,不同作业水深工况下,内管30 cm处位移变化的总体趋势基本一致,且随作业水深增加而增大;(4)顶张力有助于增加管柱的整体横向刚度及振动阻尼,增大顶张力,管柱的横向最大变形、位移动力响应均减小。研究为深水测试作业动力学模型的完善以及测试作业的极限工况提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 深水测试管柱 管中管结构 横向振动 振幅 最大位移
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长江口深水航道三期工程后北槽水沙输移变化研究
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作者 路川藤 朱显博 +1 位作者 韩玉芳 李肖肖 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第1期16-24,共9页
基于2010-2021年北槽地形和同步水文资料,分析了长江口深水航道三期工程实施后的水沙输移变化。三期工程完成后,北槽中上段水深整体增大,-8 m等深线的展宽主要发生在2010-2017年,-10 m等深线持续展宽,北槽下段水深变化相对较小。北槽中... 基于2010-2021年北槽地形和同步水文资料,分析了长江口深水航道三期工程实施后的水沙输移变化。三期工程完成后,北槽中上段水深整体增大,-8 m等深线的展宽主要发生在2010-2017年,-10 m等深线持续展宽,北槽下段水深变化相对较小。北槽中下段涨落潮平均流速趋势性变化不明显,各水层含沙量大都呈下降趋势,中层水体平均含沙量减小近50%。北槽纵向水沙通量远大于横向通量,自2010年以来,水沙横向通量占比下降。北槽水流净通量表层大、底层小,中下段多年来均存在水通量的垂向环流,即表层水体横向净通量向北,而底层向南。悬沙净通量底层大、表层小,在纵向上,表层水体悬沙净通量指向下游,底层水体规律性较差。在横向上,2015年后,北槽中下段表层水体悬沙净通量大都指向航道北侧,底层水体指向航道南侧,表底层悬沙净通量形成垂向环流。 展开更多
关键词 长江口 北槽 水沙通量 深水航道 环流
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深海采矿垂直管道级配粗颗粒固液两相流数值模拟研究
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作者 胡小林 王乐 +3 位作者 徐礼康 聂程程 赵桂欣 万初一 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期133-140,共8页
矿物粗颗粒的垂直管道输送对于深海采矿较为适用。实际深海采矿工程中,矿物颗粒并非单一粒径,而是以级配形式存在。而级配矿物颗粒在垂直管道输运过程中的变化规律探究较少。文中将计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD... 矿物粗颗粒的垂直管道输送对于深海采矿较为适用。实际深海采矿工程中,矿物颗粒并非单一粒径,而是以级配形式存在。而级配矿物颗粒在垂直管道输运过程中的变化规律探究较少。文中将计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)与离散元(discrete element method,简称DEM)相结合,对初始速度、进料体积分数和颗粒级配等不同工况下的管道内输运机理进行了深入研究。无论何种工况,小中大3种颗粒的轴向速度均从小到大分布,是因为小颗粒更多的与壁面发生碰撞、摩擦而损失动能。3种颗粒的轴向速度随着初始速度(从2 m/s到4 m/s)和进料体积分数(从2.5%到7.5%)的增加而增大,而颗粒级配的变化对其影响不大。流场的湍动能和轴向流体速度随着初始速度和进料体积分数的增加而增大;而随着颗粒级配的变化(从1∶1∶1到1∶6∶1),湍动能减少,轴向流体速度基本不变。壁面剪应力随着初始速度和进料浓度的增加而增大又随着级配变化而降低。结论对于了解深海采矿输运机理、提升输运效率具有重要意义。 展开更多
关键词 深海采矿 CFD-DEM 管道输运 级配粗颗粒 固液两相流
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基于改进强化学习的复杂海况下船舶升沉补偿控制研究
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作者 张琴 周静宜 +1 位作者 王星月 胡雄 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期123-137,共15页
受多变海况下风浪涌影响,剧烈的船舶随机运动威胁着海上风机吊载安装的安全性,并对海上作业和人员换乘等造成不好的影响。为提高海上作业的可靠性、安全性和稳定性,针对船舶升沉运动补偿中面临的环境多变和建模不准确的问题,提出基于改... 受多变海况下风浪涌影响,剧烈的船舶随机运动威胁着海上风机吊载安装的安全性,并对海上作业和人员换乘等造成不好的影响。为提高海上作业的可靠性、安全性和稳定性,针对船舶升沉运动补偿中面临的环境多变和建模不准确的问题,提出基于改进强化学习的复杂海况下船舶升沉补偿控制方法。首先,对由伺服驱动器、伺服电机及编码器和电动缸构成的补偿系统进行机理法建模,作为强化学习训练的环境。其次,通过马尔可夫决策过程描述智能体的策略和奖励,同时采用双延迟深度确定策略梯度算法(TD3)强化学习算法作为控制策略,将Actor网络中的输出层TanH层的幅值扩大两倍,使TD3算法能更好地应对复杂海况,并通过主网络和目标网络的Actor和Critic 6个网络的迭代更新,得到自学习的最优控制动作输出。最后,添加OU动作噪声到目标策略中,能够更好地探索状态空间,并通过组合奖励函数改善智能体的学习和决策能力,使智能体可以适应复杂海况下的强化学习任务,在不同海况等级下利用已知的信息找到最优解,从而避免陷入局部最优,以提高船舶升沉运动的补偿精度。仿真结果表明,在恶劣的复杂海况下改进TD3算法有较好的补偿控制效果;将训练好的模型用于3~6级以及历时更长的变海况环境下的船舶升沉运动补偿,其补偿效率最高可达到99.95%,优于PSO优化的反步法控制和传统TD3强化学习方法,体现了良好的泛化性。 展开更多
关键词 复杂海况环境 船舶升沉运动 补偿控制系统 TD3强化学习
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