- 王金龙;熊鑫;盛磊祥;郭江艳;李振华;何杨烨;
涡激振动会导致钻井隔水管产生严重的疲劳损伤，准确预测其振动行为对隔水管的安全稳定运行至关重要。文章针对时空变化张力隔水管在内外流耦合作用下的涡激振动特性进行研究，将隔水管简化为欧拉-伯努利梁，结合非线性扩散尾流振子模拟水动力过程，采用广义积分变换法求解耦合的运动控制方程，分析了时空变化张力、海水流速及内外流耦合作用对隔水管涡激振动的影响。结果表明：在时空变化张力作用下隔水管振动位移更小、振动频率更大且表现出多频响应特性；海水流速提升会激活更多的振动模态，在较低海水流速下隔水管振动主要表现为驻波特征，而在较高海水流速下则主要表现为行波特征；内外流耦合作用下隔水管的涡激振动响应表现出显著的复杂性，特定的内外流速组合会导致隔水管振动的稳定性下降，出现动力发散失稳现象。研究结果可为钻井隔水管系统的设计、运维提供理论依据和技术支持。
2025年06期 v.43 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2095K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宋培龙;韦朋余;李生鹏;戴泽宇;张若楠;汤明刚;
超大型浮式平台由多个海上浮体模块铰接而成，连接器作为关键连接部件承受着较为复杂的服役载荷，因此，需要对连接器的结构响应特性进行分析和评估。以超大型浮式平台铰接式连接器为研究对象，开展了不同工况下的有限元仿真计算，确定了连接器系统危险工况和危险区域。在此基础上，设计了平台铰接式连接器1∶2.5缩尺比大尺度模型试验方案，建立了复杂多向载荷作用下铰接式连接器结构响应特性试验评估方法。试验结果表明，连接器试验模型在垂向载荷、纵向扭矩以及垂向载荷和纵向扭矩组合作用下的结构响应与仿真计算结果吻合良好，应力水平预报误差小于9%，验证了连接器结构响应评估方法的有效性，可以为铰接式连接器在超大型浮式平台的应用提供理论计算参考和试验技术支撑。
2025年06期 v.43 14-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2470K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 叶念一;方涵;史明轩;薛鸿祥;
自升式平台桩腿结构在实际海洋环境中会受到海底土体的侧向支撑作用，导致屈曲性能显著变化。为研究土体作用对桩腿屈曲特性的影响，设计了计及土体作用的两端简支圆管屈曲试验，考虑不同插深深度和土体密实度，开展试件屈曲模式和有效长度系数研究，定量分析了插深和土体抗力对试件屈曲特性的影响。结果显示高密实度和大插深比条件下试件的有效长度系数较无土工况降低34%。基于Winkler地基梁理论和试验结果，提出了一种基于密实度的土弹簧刚度分段模型分析试件屈曲特性，采用该模型的数值仿真结果与试验结果吻合良好。研究成果可为桩腿设计优化和成本控制提供一定的参考。
2025年06期 v.43 28-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杜长江;张萌萌;付世晓;孟宇;崔晓轩;罗春苗;陈鲲鹏;
非黏结动态柔性立管截面形式复杂、服役海况恶劣，疲劳破坏是其最难准确评估的失效模式之一。目前实际工程应用中主要依赖的疲劳评估方法是数值方法，然而传统的方法通常难以兼顾计算的精度与效率。为解决这一问题，聚焦于立管疲劳应力，基于截面力学理论和有限元模型开展了载荷-应力关系特性及应力分布特性研究；建立了考虑迟滞效应的柔性立管疲劳应力与三维弯曲载荷之间的非线性传递函数，通过与有限元分析软件BFLEX结果比较验证了传递函数的准确性；进一步基于线性损伤累积理论，形成了考虑三维弯曲的柔性立管疲劳快速计算方法，并与传统方法进行了对比。结果表明，该方法能够准确高效地计算疲劳应力，同时解决了传统疲劳分析方法过于保守的问题，避免了设计冗余，对工程实践有十分重要的指导意义。
2025年06期 v.43 38-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李达;李书兆;宋勇浩;何木;易丛;李辉;王栋;
近年出现的新型拖曳锚的拉重比和抗拉承载力远高于传统拖曳锚，已初步用作深远海浮式风机的锚泊基础。公开发表的新型拖曳锚现场和模型试验数据非常有限，实际安装过程中锚运动轨迹的影响因素尚未明确。研制小比尺模型试验系统，开展中密石英砂中Rex锚的模型试验，验证拖锚速度、砂样含水状态等试验条件的影响，量化锚柄-锚爪夹角、泥面处拉力角度和锚初始侧倾等关键因素对锚贯入深度和抗拉力的影响程度。试验结果表明：砂土中锚柄-锚爪夹角为32°左右时，锚的抗拉力能得到较好发挥；泥面处拉力角度增大至8°时，锚的入土深度减小，但抗拉力变化不大；锚初始侧倾不超过20°时，锚体在拖动过程中自发调整姿态，使得侧倾逐渐减小到不超过6°，从而对最大抗拉力影响不大。改进的简化预测方法与试验结果能够相互验证。
2025年06期 v.43 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1547K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 羊玓雯;张民曦;喻国良;王闻恺;
大型船舶落锚贯入海床往往危及海底光缆等结构物的安全。研究针对霍尔锚在粉砂质海床中的意外落锚贯入深度，开展了94组物理模型试验，观测分析了不同锚质量、触地速度及底床抗剪强度对贯入深度的影响。分析表明：在文中工况范围内，锚质量、触地速度和沉积底床抗剪强度分别与最大贯入深度呈现三次多项式、线性和对数关系。基于量纲分析和回归方法，提出了最大贯入深度的计算公式，该公式得到了其他学者的数据验证。室内试验和野外试验的相对误差低于20%，表明该公式的适应性广，且计算精度较高，可为落锚对底床结构物的灾害评估提供技术支撑。
2025年06期 v.43 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 雷继超;苏子昂;李芬;李志鹏;
不同于传统吸力锚结构，井口吸力锚是一种应用于水合物开采的新型双筒结构基础形式。已有吸力锚承载特性的研究常针对单桶或多桶基础的单筒结构形式，其荷载形式与结构形式与双筒结构存在差异，不适用双筒结构基础的承载力分析。少数关于双筒结构的研究，也只关注单向加载情况对其承载特性的影响。因此针对井口吸力锚在竖向V、水平向H和弯矩方向M加载条件下的复合承载特性开展研究。考虑了复合加载下井口吸力锚破坏包络线关于埋深、内外径比、土体抗剪强度不均匀指数、竖向荷载对极限荷载的比例的变化规律，并通过拟合得到破坏包络面的简化计算模型。结果表明：井口吸力锚的承载性能随埋深和土体抗剪强度不均匀指数的增大有不同程度的增大；内外径比2r/D在0.062 5到0.500 0的变化过程中对其承载能力影响较小；而改变竖向荷载对极限荷载的比例V/V_(ult)分别为0,0.50,0.75时，其H-M复合承载性能逐渐减弱，且减弱幅度逐渐增大。同时对相同尺寸的井口吸力锚基础、实心圆形基础、桶形基础于复合加载下的承载性能进行对比：井口吸力锚基础弱于实心圆形基础，优于桶形基础，随着深海软土抗剪强度不均匀指数增大，这种差距会随之减小。
2025年06期 v.43 67-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1965K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 闫航航;刘润;梁超;梁锐;
单桩是目前海上风电最常用的基础形式，其长期累积变形一直是设计中的关键问题。行业内常采用的API规范中循环p-y曲线无法考虑循环次数以及荷载幅值对累积变形的影响。同时，现有研究大多采用单向或双向加载，无法真实地模拟波浪荷载和风荷载。基于相似理论，以中国南海某风电场10.5 MW风机为原型，以真实海洋工况的风浪荷载组合为设计依据，在粉质黏土中开展了多组循环加载模型试验。试验结果表明：双向加载比单向加载产生的累积倾角更大，且累积倾角增长速率与循环荷载幅值和对称性参数无关；荷载幅值越大桩基础泥面处的累积倾角越大，部分荷载工况会导致单桩发生承载能力极限状态（ULS）破坏；当循环次数一定时，单桩泥面处的累积倾角与循环荷载幅值呈二次函数增长，与荷载的对称性参数呈线性递减。提出了适用于粉质黏土中单桩在不同循环荷载作用下的累积倾角预测方法。
2025年06期 v.43 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 苏世定;吕述晖;高柳;
“一带一路”工程建设中，打入桩施工时常遇到珊瑚礁砂及风化软质岩，这些地层的工程特性与陆域常规岩土存在较大差异，导致桩基承载力计算和动力沉桩分析均缺乏取值依据。基于此，开展了上覆深厚珊瑚礁砂软质岩地层打入桩单桩静载试验，研究了其抗压承载特性，并提出了一种荷载-沉降分析算法，计算获得与实测曲线相接近的荷载-沉降拟合曲线，可用于单桩承载特性及不同土层土阻力分析。分析结果表明：珊瑚礁砂的单位侧阻力值显著低于规范中相同标贯击数的陆源砂的单位侧阻力值，可贡献的承载力极低，且风化软质岩的土阻力取值也显著低于规范推荐取值，打入桩受荷行为表现为端承摩擦桩，当竖向荷载达到极限时发生“刺入”破坏。
2025年06期 v.43 91-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1149K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 白志刚;王曦晗;燕翔;李震宇;俞杰;
大型试验水池反射干扰的消除效果是提升波浪质量、真实模拟海洋环境的关键。文中介绍了一种针对大型试验水池的新型复合被动消波器，该消波器采用网状结构、水平板以及三角消波网等复合形式。针对新型复合被动消波器，在大型造波水池内设计了验证试验，采用两点法分析了消波效果。结果表明：该新型试验水池被动消波器消波效果良好，消波反射率均小于15%，最小可达2%，波高差异对消波器的消波效果影响不显著，短周期波浪的消波效果优于长周期波浪。
2025年06期 v.43 99-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘治宇;龚政;靳闯;王永胜;
海岸植被对波浪能量具有衰减作用，在海岸防护中得到了广泛关注和应用。已有研究主要关注平底条件下植被的消浪效果，而对斜坡上植被的消浪特性关注较少。以广州市南沙区龙穴岛北部近岸水动力特征为基础，通过水槽物理模型试验探究了斜坡上不同刚性植被组合的沿程波高、波浪非线性、波浪频谱以及淹没体积率的变化特征，分析了植被淹没体积率对消浪效果的影响。研究表明：与无植被条件相比，单一型和组合型植被均显著降低了透射波高，组合型植被的消浪效果介于单一型的刚性大树和刚性小树之间；斜坡上的浅水变形效应使波浪非线性沿程增强，但与无植被条件相比，斜坡植被的存在降低了波浪的非线性；波浪经过斜坡植被带后，透射波的波形变化显著，波高、主频幅值和能量谱密度均有所降低；植被淹没体积率对斜坡上刚性植被的消浪效果有显著影响，植被淹没体积率越大，消浪效果越好。
2025年06期 v.43 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 朱玉亮;李志强;曾春华;孙琰;卞晓东;刘璐璐;
红树林具有显著的消波作用，现场实测台风期间红树林波能数据可为物理模型和数值模拟提供基础数据，也可为海岸防灾减灾提供依据。通过对广东湛江雷州湾海岸红树林示范区6个测站同步观测到的波浪数据进行分析，探讨分析了台风期间红树林的消波效果以及变化规律。结果表明：波高衰减率随着岸边红树林密度增大而增大；红树林对波能的平均衰减率为56.28%，没有红树林的光滩波能衰减率为28.33%，红树林的波能衰减率约为光滩的2倍；波浪向红树林传播过程中，谱宽度ε变大，谱尖度Q_p和波陡S_s减小，谱峰周期T_p增大，波能衰减主要发生在高频部分。
2025年06期 v.43 118-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 侯仲荃;李锐;高羽末;
潜堤在越堤流作用下会加剧局部冲刷，对工程安全造成重大影响。采用FLOW3D数值模拟手段，设置多种试验工况，分析越堤流作用下潜堤周边冲刷规律，为合理确定潜堤的护底范围提供依据。结果表明：跌水作用是导致冲刷坑发育的主要成因；最大冲刷深度与水深与堤高比值呈负相关，与堤前水流流速呈正相关，两者皆显著影响冲刷深度；潜堤顶宽10 m为最大冲刷深度变化拐点，顶宽大于15 m后最大冲刷深度缓慢增长。
2025年06期 v.43 130-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 伊锋;房克照;吴金孔;王平;张炜;王浩;
通过在波浪水槽中进行砾石滩剖面演化试验，研究了规则波对砾石滩水动力特性及岸滩剖面变形的影响。利用浪高仪阵列和超声波浪高仪、点式流速计、孔隙水压力传感器、激光地形扫描仪和高速相机收集数据，分析了波面变化、波浪非线性、海底回流和孔压分布等特征，探讨了影响岸滩剖面变形的因素，拟合了实验室尺度冲泄区平衡剖面公式。试验发现：动床海滩由于形成滩肩型剖面，对波浪水动力有较大影响，粒径对破波点位置影响较小，但粗砾石可有效降低破碎波高；海底回流强度和孔压幅值在岸滩不同位置处的表现均不同；冲泄区的剖面变形最剧烈且泥沙以向岸输运为主，这与冲泄区波浪非线性强、上冲流与回落流的不对称性有关；砾石滩演变可分为调整和平衡阶段，较粗砾石加速平衡过程；平衡剖面形态可分为反射型和阶地型，并据此分类进行地形拟合，SHINGLE模型可较好地预测滩肩地形，但会过大预测水下地形侵蚀；波高是影响剖面变形的关键因素，初始坡度和粒径对滩肩发育位置影响较大。
2025年06期 v.43 140-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张旭峰;李雪艳;隋钰程;曲恒良;贺铭;
虽然冲箱式造波机已广泛应用在许多实验室水池中，但至今仍缺乏精准的造波理论，即使是对于最基本的线性波。因此，首先基于圆柱形冲箱浸没体积变化量与所生成线性波体积之间的实时守恒原理，推导出已知波要素和冲箱参数下的冲箱运动方程。同时，综合考虑冲箱最大排水量、冲箱表面与波面的相容性以及波浪理论的适用范围，提出了所生成线性波的波要素约束条件。随后，使用光滑粒子流体动力学方法建立了数值波浪水槽，通过模拟文献中的物理试验并对比数值结果与试验数据，验证了数值波浪水槽的有效性。最后，应用推导出的造波理论在数值波浪水槽中生成线性波，并将波面、压强和流速的计算值与解析解进行比较，良好的吻合情况证实了该造波理论的可靠性。
2025年06期 v.43 152-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 琚烈红;毛翔;赵天翼;林芳;郑彬;翟必垚;
核电厂拦污网是冷源重要物项，起到拦截海生物、保障取水安全的重要作用，其水动力大小是拦污网安装固定结构设计和安全运行的重要参数。文章首先基于柔性网片及网绳受力变形理论分析，通过网绳节点受力平衡提出了拦污网受力计算模型，该模型可计算柔性平面网在水流及波流作用后静力平衡条件下的空间形态、网绳受力。然后通过开展网绳和拦污网在水流或波流作用下物理模型试验，测量了网绳和拦污网在水流作用下受力，分析了阻力系数，并与拦污网受力计算值进行比较，两者差别在5%以内。拦污网堵塞后对受力影响极大，通过开展水槽试验研究了堵塞率及海生物堵塞质量对网片受力的影响，结果显示堵塞率增大后网片受力增长逐渐加快，而网片受力与单位面积海生物质量增加基本成线性关系，且与海生物种类有关。最后，利用该柔性平面网受力计算模型，计算了三边固定、一边漂浮和四边固定两种核电厂平面拦污网结构受力，通过对拦污网空间结构及各部分受力进行比较发现，四边固定的平面拦污网结构受力均匀，受力最大值相对较小。文中提出的柔性平面拦污网变形及受力计算模型可用于拦污网设计优化及受力计算。
2025年06期 v.43 163-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 2231K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 童歆;李靖;谢彬;
为研究滑行艇的静水阻力性能，运用重叠网格技术，结合THINC/QQ界面捕捉格式及流体体积（VOF）插值算法，开发了高精度多相流固耦合求解器thincFoam/overset。利用此求解器，对Taunton系列滑行艇在不同体积弗劳德数条件下的静水阻力性能进行预测，并将预测结果与实际物理试验以及其他数值模拟结果进行了比较。研究结果显示，新开发的求解器能够准确地预测滑行艇从排水型转变为滑行航态过程中的动态载荷和运动姿态。当体积弗劳德数为7.12时，采用断阶设计的船底显示出明显优势，与传统设计相比，船体升沉幅值增加了21.7%，同时所受阻力降低了27.2%。研究为滑行艇的静水阻力性能预测提供了有效的数值工具，并深入探讨了船底断阶设计在提升阻力性能方面的作用。
2025年06期 v.43 177-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王浩;李昊;刘俊;曾佳;
重型破冰船在遭遇超设计冰载后冰区加强结构会发生一定程度的冰致损伤，需要评估冰区加强结构发生初始损伤后的剩余强度，目前各大船级社制定的冰载荷作用下冰级船舶冰区加强结构强度评估方法差异较大，且对重型破冰船适用性不强。通过对冰区加强结构典型冰致损伤模式及引入方法开展研究，提出了具有冰致损伤的冰区加强结构剩余强度非线性直接分析方法，以某横骨架式重型破冰船艏部位冰区加强结构作为研究对象，应用该方法分别计算具有永久变形和初始破损的冰区加强结构剩余强度，并与试验结果进行对比。结果表明：通过数值模拟和模型试验计算得到的冰区加强结构剩余强度误差在5%以内，载荷-变形曲线贴近，压溃后的模型破坏形式相似，验证了所提出方法的适用性。研究成果可为重型破冰船的结构设计提供参考。
2025年06期 v.43 188-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王杰文;石锦坤;刘文;刘涵;张国强;苏焱;
随着海洋资源开发规模的不断扩大，海洋结构物的吊装作业在各种海洋工程中变得至关重要，其安全性和效率也愈发受到关注。针对海洋结构物吊装过程中缆绳张力剧烈波动问题，提出一种便携集成式波浪补偿装置，研究旨在探讨该装置在不同海况和作业阶段中的补偿效果。首先建立补偿装置的刚度和阻尼等效模型，然后结合OrcaFlex软件对不同波浪环境下便携集成式波浪补偿装置的张力补偿效果进行仿真分析。结果表明：便携集成式波浪补偿装置在不同海况以及小浪向角下均能有效减少缆绳张力的剧烈波动，显著降低缆绳张力的波动幅度和峰值；在大浪向角和恶劣海况下，装置可能存在失效的风险，因此需要限定装置适用范围。总体而言，装置通过分离船舶与结构物的耦合运动，为海上结构物吊装作业提供了可靠的张力补偿解决方案。
2025年06期 v.43 195-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 2997K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 本刊编辑部;
<正>~~
2025年06期 v.43 208页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] -
<正>~~
2025年06期 v.43 209-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 985K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据