- 张浩;祁恩荣;宋强;陆晔;赵南;王秀娟;
以两模块平台集成化箱体式连接器为研究对象,研究此类连接器的力学特性,探究箱体式连接器的应力分布状态以及重要力学参数。以弹性接触方程为基础,采用罚函数方法,建立连接器本体、钢轴与轴承座之间的接触关系,结合模型试验,验证所提出接触计算方法准确性,并进一步对连接器半对称结构进行极限强度分析。分析结果表明:连接器的纵向和垂向的极限承载力约为40 000 k N,其纵向弹性刚度约为3×109N/m,垂向弹性刚度约为1.5×109N/m。对连接器应力分布进一步分析表明,连接器主体结构的水密舱壁为主要承力构件,其轴承孔周边区域为应力集中的主要区域,当荷载较大时,轴承孔周围会率先发生屈服破坏,因此,连接器带孔水密舱壁的材料强度是影响连接器整体极限强度的主要因素。
2019年04期 v.37 1-8+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 4227K] [下载次数：194 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：13 ] - 李旭;肖龙飞;魏汉迪;吕海宁;
共振运动是深海浮式平台设计的关键考虑因素之一,对海洋平台的作业具有重要影响。采用半潜式平台运动的非线性耦合数学模型,考虑浮筒和横撑出入水以及垂荡、横摇和纵摇运动耦合对平台浮力和恢复力的影响,研究半潜式平台非线性共振运动特性,以及不规则波浪参数对运动的影响。研究表明:在非线性耦合运动和浮力变化的影响下,半潜式平台纵摇和垂荡运动的固有周期会随运动幅值的增大而逐渐减小,且最终趋于稳定,对纵摇运动周期的影响更为显著;非线性效应会使半潜式平台产生显著的低频纵摇共振响应,以及共振频率漂移的现象,且受随机种子和波浪周期的影响较小。
2019年04期 v.37 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K] [下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：14 ] - 衣凡;王磊;李博;余尚禹;
针对带有禁止角的半潜平台动力定位系统推力分配算法功率较大的问题,提出了一种基于人工神经网络拟合桨—桨干扰推力损失函数的序列二次规划推力分配算法。该方法考虑了半潜平台桨—桨干扰造成的推力损失,引入推力系数来表达推力损失。利用人工神经网络拟合推力系数,将推力损失加入到推力分配的数学模型中,取消了禁止角。采用序列二次规划求解推力分配数学模型。最后以某半潜式钻井平台为例,选取三种浪向角工况进行推力分配仿真模拟,结果显示该算法在高效分配定位所需推力的同时有效减小了功率消耗,应用前景广泛。
2019年04期 v.37 16-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 3416K] [下载次数：335 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：10 ] - 孙鹏;陈海英;周益人;田鹏;
越浪量是允许越浪海堤设计的重要参数。在对以往相关研究成果进行回顾和分析基础上,结合长江口横沙东滩促淤圈围五期工程现场波浪和越浪量实测资料,通过对横沙东滩典型断面型式进行整体和断面物理模型试验,研究结构各参数对越浪量的影响,进而提出适合长江口海堤的越浪量计算公式。公式计算结果与试验数据吻合良好,与Van der Meer公式相比具有较好的一致性。
2019年04期 v.37 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 2745K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：14 ] - 谭泽宇;刘海江;
层移输沙是海岸带泥沙运动的主要形式之一,其垂向悬沙浓度分布规律的研究一直是海岸工程关心的重点。一般情况下,经典的纯扩散模型被用来描述和解释悬沙浓度的试验数据,该模型认为周期平均悬沙浓度主要由参考浓度、泥沙沉速和泥沙扩散系数确定。泥沙扩散系数可以由泥沙沉速和悬沙浓度的垂向梯度反演得到。既往研究大多直接给出泥沙扩散系数的结果,对于不同反演计算方法间结果差别的研究较少。本研究汇总了已有振荡流层移输沙试验数据,采用曲线拟合方法和直接差分方法计算了相应的泥沙扩散系数,研究表明两种方法得到的计算结果在垂向位置z <0.15 m处差异不大,随着垂向位置的升高,差分方法的计算结果略微大于拟合方法。考虑到拟合方法可以得到连续的泥沙扩散系数垂向分布,本研究推荐使用幂函数形式的曲线拟合方法求解悬移泥沙扩散系数。基于此,对比分析了层移输沙悬沙层泥沙扩散系数随泥沙粒径、振荡流周期、均方根流速和振荡流类型等物理参数的变化规律。在纯振荡流层移输沙条件下,泥沙扩散系数随泥沙粒径的增大而增大,而振荡流周期和均方根流速几乎不影响泥沙扩散系数。在振荡流和定常流共同作用下,泥沙扩散系数受振荡流周期和定常流流速的影响,泥沙扩散系数随着振荡流周期的增大或定常流流速的减小而增大。
2019年04期 v.37 35-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：4 ] - 毛艳军;马哲;程勇;翟钢军;
针对波浪能转换装置(WEC)研究重点主要集中在能量捕获效率方面,而忽略其附带的消波功能的问题。基于Open FOAM程序,建立垂荡浮子式波浪能发电装置与桩式约束的浮式防波堤的集成系统(OBC-FB)。主要研究WEC中的重要组件动力输出系统(PTO)对集成系统波能捕获效率及消波性能的影响。分析流体黏性影响下线性PTO系统的最优PTO阻尼特性。开发非线性电磁阻尼模型与线性PTO系统性能进行比较。结果显示,考虑黏性影响下线性的最优PTO阻尼系数略大于无黏的理论值;适当增大PTO阻尼系数可以获得更大的波能捕获宽度比(CWR),从而可以保证装置单位特征尺寸的波能转换效率更高,同时可以在更宽波况范围保证消波性能;相较于线性PTO阻尼系统,非线性电磁PTO阻尼系统可以更好地兼顾波能捕获效率和消波性能。因此,在OBC-FB集成系统的优化设计中,PTO阻尼系统是一个重要的优化参数。
2019年04期 v.37 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1798K] [下载次数：505 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：6 ] - 刘必劲;傅丹娟;张友权;陈小云;
以海漂垃圾收集装置浮式围栏的圆柱浮子为研究对象,基于圆柱浮子的浅浸没特性,改进了Morison方程,并结合物理模型试验,对波浪与浅浸没水平圆柱浮子作用问题进行探讨。结果表明,改进的Morison方程可对水平圆柱浮子的波浪力做精确预测,并揭示了波幅、浸没深度以及周期对圆柱浮子波浪力的影响规律。对于浅浸没的圆柱浮子,所受水平波浪力随波高的增大而增大,随周期的增大而衰减到某一特定值。波浪力的正向大小分布要大于负向,而正负向大小的差异主要受浸没深度的影响。
2019年04期 v.37 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K] [下载次数：346 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：16 ] - 符瑜;肖红;夏建新;
随着陆地金属资源的日益枯竭,深海矿产资源已经成为各国的重要战略目标。在深海采矿过程中,海底锰结核的形状除了圆球状,还有长条状等,颗粒形状对固液两相流管道输送特性具有很大影响。基于固液两相流垂直管道提升输送试验系统,探究不同工况下长条状颗粒在垂直上升流中最小输送速度的变化规律及特性,并得到了长条状群体颗粒最小输送速度计算公式。结果表明:长条状颗粒在垂直管道中上升过程中,颗粒中心轴与输送方向趋向于垂直,使颗粒在管道截面的投影面积最大化;长条状单颗粒的最小输送速度随着颗粒长径比增大而减小;在不同长径比工况下,随着管段颗粒平均浓度减小,长条状群体颗粒的最小输送速度均增大,且随着长径比增大,群最小输送速度减小。
2019年04期 v.37 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K] [下载次数：282 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：15 ] - 朱俊侠;吴嘉蒙;蔡诗剑;于大鹏;
船体支柱的布局影响到船舶功能性舱室的布置及相应的结构设计,而目前支柱布局多依赖母型船或者工程师设计经验,缺少基于数学优化的技术支撑。变密度的拓扑优化方法可将属于离散变量优化的支柱布局问题转化为连续变量优化问题。通过悬臂梁—支柱结构的算例,验证了该方法用于解决支柱布局优化问题的可行性。针对某型VLCC的支柱—大跨度甲板结构的支柱布局优化问题,根据布置限制条件设定了支柱优化设计域,选择了两种不同的优化目标函数进行支柱的布局优化设计,最后对优化结果进行了对比分析。结果表明,本方法具有较好的可行性,无需过多设计经验即可优化得到结构性能较好的支柱布局方案,可为此类的支柱布局优化设计提供技术支撑。
2019年04期 v.37 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K] [下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：9 ] - 王祖华;刘东;刘均;
为了全面掌握纵横加筋圆锥壳结构参数与其振动特性之间的关系,采用有限元软件ANSYS对纵横加筋圆锥壳进行参数化建模,并基于设计变量全组合数据,采用相关性分析、主效应分析和主成分分析方法,对纵横加筋圆锥壳结构参数与结构第一阶总体弯曲模态频率、激励力处的加速度响应总级以及结构质量之间的关系进行研究,得到了各结构参数与目标量之间关系的定量描述。为正确理解纵横加筋圆锥壳结构参数与振动特征量之间的关系提供了数据支撑,同时为此类结构的工程设计提供了参考依据。
2019年04期 v.37 80-86+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1306K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 李杨;余建星;余杨;段晶辉;韩梦雪;李牧之;于佳晖;
UOE焊管经过一系列成型工艺可以得到高质量的成型结果,但管道截面仍存在一定初始几何缺陷,这将对管道性能产生明显影响。通过试验测定X65钢在循环载荷下的力学性能,并利用有限元分析软件对UOE焊管成型全过程进行模拟,分析主要成型参数对管道屈曲压溃压力的影响。分别采用有限元模拟和试验测量方法确定管道截面初始几何缺陷分布情况,并采用余弦函数形式拟合几何缺陷。结果表明,扩径阶段芯轴数目将对缺陷形式产生影响,且实际厚壁UOE管道几何缺陷形式更接近梨形而非椭圆形。评估厚壁UOE管道性能时,近似认为截面形式为椭圆形可能发生过于保守的问题。
2019年04期 v.37 87-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 3165K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：4 ] - 朱振兴;杨璐;王法承;方成;
为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。
2019年04期 v.37 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2742K] [下载次数：361 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：8 ] - 申志聪;王栋;贾永刚;
以现有的南海神狐海域SH2钻孔资料为基础,建立起了与试采站位类似的"水合物层—游离气层"成藏模型,利用TOUGH+Hydrate数值模拟软件,对开采井内产气的来源问题做出了定量解释;分别使用直井和水平井降压开采方式,对"水合物层—游离气层"的储层进行了产气效率、储层开采程度方面的比较。结果表明:1)对研究工况,使用直井降压开采时,前100 d内井内气体有16%是直接来源于下部游离气层,且仍有很大部分游离气是向上迁移至水合物层中后产出,最终游离气层的贡献可达40%左右; 2)直井开采易生成二次水合物,而使用水平井开采时,游离气的向上迁移会带动更深层热液的向上运动,能在很大程度上提高水合物分解速率,并能够防止二次水合物的形成; 3)对研究工况中的"水合物层—游离气层"储层进行长期开采时,水平井降压开采更具应用前景。
2019年04期 v.37 107-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 2500K] [下载次数：610 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：3 ] - 吴凯;罗林;毛江鸿;金伟良;潘崇根;樊玮洁;
沿海地区氯盐侵蚀会对混凝土结构造成严重的耐久性问题,混凝土设计使用寿命难以保障。对于新建工程,若在自由水含量较高混凝土养护期进行电迁阻锈处理,则有利于电迁移性阻锈剂在钢筋周围聚集以达到更佳的阻锈效果。为此,针对两种电迁移性阻锈剂对处于氯盐侵蚀环境中的混凝土适用性展开研究,并测试了干湿循环前后混凝土内钢筋电化学参数、氯离子扩散特征及钢筋周围电迁移性阻锈剂含量研究两种电迁移性阻锈剂对混凝土耐久性保障的作用。结果表明,试验中养护期介入电迁阻锈后试件阻锈效果良好,经过干湿循环后钢筋腐蚀电位正向高于-162.6 m V,同时,钢筋附近出现明显的阻锈剂聚集现象,能保持钢筋的钝化状态。
2019年04期 v.37 117-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2554K] [下载次数：208 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：9 ] 下载本期数据