短文

• 圆筒形FPSO尺度规划和运动性能研究

  童波;

  首先介绍全球海域圆筒形装置的工程应用案例,对比圆筒形FPSO相对常规船形的优势,然后以原油储量、工艺模块甲板面积、耐波性、稳性、系泊系统、排水量等控制参数为目标,研究圆筒形FPSO主尺度选取依据,分舱原则。重点研究圆筒形装置的阻尼板结构,此为抑制运动响应的关键结构,通过模型试验方法分析对比了水平阻尼板、不同角度锥形阻尼板的特性。最后研究圆筒形装置运动性能分析方法,介绍二阶响应数值预报方法,研究垂荡和横摇运动的耦合效应,分析波频和低频运动响应,通过模型试验进行了验证,从而指导圆筒形装置设计。

  2017年04期 v.35 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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• 浮式结构物二阶波浪力求解方法比较研究

  欧绍武;付世晓;

  对远场法、近场法和中场法这几种常用的二阶波浪力计算方法进行了总结,并结合算例对它们之间的差异进行了研究,重点分析了网格密度、浮体形状、水深等因素的影响。此外,还对全QTF法和Newman近似这两种不规则波中的二阶力计算方法进行了讨论,比较了不同水深条件下两种方法求得的二阶波浪力谱之间的差异。研究结果表明,远场和中场法给出的结果基本一致,且具有较好的数值稳定性;而近场法受网格密度、浮体形状等因素影响较大;Newman近似给出的结果在频率较低时与全QTF法接近,但在频率较高时存在一定的误差。

  2017年04期 v.35 100-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K]
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• 高海水围压下多金属硫化物切削动力学分析

  李艳;卢飞;廖科伏;

  为研究高海水围压条件下截齿切削多金属硫化物(SMS)的动力学特性,根据深海环境构建了镐形单截齿破碎多金属硫化物的切削力数学模型,同时考虑海底多金属硫化物高孔隙、非线性等特点,选取合适的材料本构模型及其相关参数,基于LS-DYNA数值模拟平台,利用有限单元法建立高海水围压条件下截齿切削多金属硫化物的数值仿真模型,模拟了不同海水围压条件下多金属硫化物的切削破碎过程。研究结果表明:截齿上的海水围压对矿体破碎的影响很小,矿体上的海水围压对矿体破碎影响较大;在高海水围压条件下,多金属硫化物的强度明显增大,切屑更难从基岩剥离,截齿受到的三向阻力明显增大,高围压作用限制了截齿切削破碎过程中的振动,截齿载荷波动性显著减小。

  2017年04期 v.35 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K]
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• 深海扬矿泵导叶结构中粗颗粒运动特性研究

  罗荣昌;余淑琦;夏建新;曹斌;

  扬矿泵作为深海采矿水力提升系统中的关键设备,其设计参数对安全、高效输送矿石有着重要作用。通过对扬矿泵导叶区域中的颗粒进行受力分析,建立受力方程和运动方程,从扬矿泵结构参数和输送参数两个方面来研究颗粒在扬矿泵导叶中的运动情况。研究结果表明:1)当颗粒粒径一定的条件下,相比于25°和30°的导叶进口安放角θ,15°~20°时颗粒将在更短的时间内以更快的速度与导叶壁面发生碰撞,这样对导叶的磨损更严重,但当θ大于25°时,导叶曲面弯曲过急,不利于颗粒过泵,因此,在此研究中选择导叶进口安放角为25°较合适;2)流道宽度小于3d_(max),颗粒与导叶碰撞位置越靠近导叶进口,碰撞时颗粒的速度越大,对泵的磨损越严重,流道宽度大于3d_(max),导叶的导流效果降低,综合考虑,选择流道宽度为3 d_(max)较佳;3)当水流速度在2~5 m/s时,颗粒与导叶碰撞瞬间,水流速度大的工况下,颗粒会以更大的速度与导叶碰撞,这样对机械的磨损更严重;4)细颗粒不容易与导叶碰撞,同一流速下,粒径越大的颗粒在导叶中的停留时间越长,会增加堵泵的概率。

  2017年04期 v.35 117-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K]
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• 海洋混凝土结构表面自由氯离子含量时变规律及对其寿命影响

  许泽启;麻海燕;余红发;许梅;徐彧;冯滔滔;

  表面氯离子含量(C_s)是研究海洋环境条件下混凝土结构耐久性和服役寿命的氯离子扩散方程的边界条件,是海洋混凝土结构耐久性分析和定量设计的重要参数。依据国内外大量自然暴露试验与工程实测数据,通过采用Excel、Origin等数据分析软件进行数据统计和回归分析,确定了海洋混凝土结构表面自由氯离子含量(C_(sf))与表面总氯离子含量(C_(st))之间的相互关系,探讨了海洋混凝土结构的C_(sf)时变规律,建立了C_(sf)与暴露时间之间的关系表达式及其取值范围,并运用可靠度理论和修正氯离子扩散理论分析了C_(sf)时变性对海洋混凝土结构寿命的影响。结果表明:C_(sf)与C_(st)线性相关,且C_(sf)随着暴露时间的延长呈指数或者幂函数的增长关系;采用不同的C_(sf)时变性规律,对海洋混凝土结构寿命具有重大的影响。

  2017年04期 v.35 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K]
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书讯

• CNKI推出《中国高被引图书年报》

  <正>日前,中国知网(CNKI)中国科学文献计量评价研究中心推出了一套《中国高被引图书年报》,该报告基于中国大陆建国以来出版的422万余本图书被近3年国内期刊、博硕、会议论文的引用频次,分学科、分时段遴选高被引优秀学术图书予以发布。据研制方介绍,他们统计并分析了2013-2015年中国学术期刊813万余篇、中国博硕士学位论文101万余篇、中国重要会议论文39万余篇,累计引文达1 451万条。根据统计数

  2017年04期 v.35 134页 [查看摘要][在线阅读][下载 38K]
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述评

• 我国滨海核电站防护工程设计标准研究

  刘德辅;史宏达;刘桂林;王风清;

  面对全球极端气候频发的趋势,国内外核电站海岸防护工程普遍采用"可能最大台风暴潮"、"设计基准洪水"等具有含混性的规定作为确定防灾设计标准的依据,其内涵的各种不确定性因素必然会对防灾决策带来重大的致灾隐患。按照国务院核电站安全规划(2011-2020)提出的"必须按照全球最高安全要求",全面开展滨海核电站防护工程设计标准研究己势在必行。使用多维复合极值分布理论及双层嵌套多目标联合概率模式,将核电站水文与气象的研究标准合二为一,对IAEA及我国滨海核电站防护工程设计标准进行了风险评估,供有关部门参考。

  2017年04期 v.35 135-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 622K]
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• 台风下TLP立管系统可靠性评估

  畅元江;王康;张伟国;刘秀全;刘香芝;

  针对在南海海域频发的台风自然灾害,考虑海况随机性、结构随机性以及作业参数的随机性,采用梯度投影确定取样点的响应面法,分别建立P2D、D2P和P2P(P指生产立管,D指钻井立管)三种作业模式下TLP串行立管系统的结构极限状态方程。并在建立立管可靠性分析模型的基础上,确定一种立管可靠度计算方法。算例结合南海某TLP平台给出了上述方法的具体应用。研究表明,10年一遇台风情况下,P2D、D2P和P2P三种工况中生产立管系统的失效概率均小于0.001%,钻井立管系统的可靠度分别为0.016%和0.113%。在大于200年一遇的强台风情况下,P2P工况时的上下游生产立管系统失效概率均大于0.32%和0.018%。因此建议10年一遇台风情况下,停止钻井立管作业;在大于200年一遇的强台风情况下,停止生产立管作业。研究结果可为南海TLP立管系统可靠度评估及安全作业技术支持。

  2017年04期 v.35 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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• 内孤立波作用下FPSO动力响应特性

  张瑞瑞;张新曙;尤云祥;许忠海;刘建成;王晋;

  以KdV、eKdV和MCC理论的适用性条件为依据,利用内孤立波产生的瞬时速度和瞬时压力沿船体表面求面积分的方法分别计算浮式生产储油卸油装置(FPSO)内孤立波摩擦阻力和Froude-krylov力,再结合时域有限位移运动方程,研究了有限深两层流体中的内孤立波与带分段式系泊缆FPSO的相互作用问题。以东沙群岛某海域实测170 m振幅的内孤立波为对象,数值分析了在内孤立波作用下FPSO的内孤立波动态载荷、运动响应及其系泊张力的变化特性。研究表明,内孤立波会对FPSO产生突发的冲击,使FPSO产生大幅度水平漂移运动,导致系泊缆张力显著增大。在该振幅内孤立波作用下,FPSO受到的水平力最大可达56 t,垂向力最大可达1 961 t;纵荡位移可达47.62 m,系泊缆张力增加最大可达106.4 t。因此,在FPSO等深海浮式结构物的设计应用中,内孤立波的影响是不可忽视的。

  2017年04期 v.35 8-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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• 基于准动态模型的提油作业拖轮适用性分析

  张明霞;刘镇方;裴斐;林焰;

  目前,由于串靠外输方式具有对船舶吨位差异及装载状况要求小、海况适应力强、系泊力小、解脱迅速等优点,而被广泛运用于浮式生产储卸油平台(FPSO)外输作业中。串靠提油作业时,位于穿梭油轮尾部的拖轮能够提供的最大有效拖力直接影响到了作业的安全性。为完善串靠提油作业时所需拖轮拖力的研究,提出更加合理的拖轮选型理论依据,就需要对拖力进行数值计算。首先,对FPSO与穿梭油轮串靠外输系统绕系泊单点旋转时所受风、浪、流等环境载荷进行全面考虑,建立了准动态受力平衡模型;然后,运用经验公式及AQWA软件计算出环境载荷大小,并依据计算结果拟合出环境载荷曲线;最后,配合受力平衡方程求解出能够保障作业安全进行所需的最小拖力。依照此方法计算所得拖力选取的拖轮能够兼顾作业安全性和使用经济性。

  2017年04期 v.35 18-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 560K]
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• 双层自行式施工平台结构强度评估

  赵鹏飞;夏利娟;杨秀礼;王磊;

  以一种适合港口施工作业的新型自行式施工平台为研究对象,介绍了该型平台特点与工作流程。根据其工作行走状态及载荷特点,使用有限元方法分析多工况下平台的结构屈服强度,并根据规范进行平台和桩腿结构屈曲评估。该平台由上下两层平台组合而成,针对此平台上下层接触的特点,探讨了不同类型MPC,ABAQUS接触分析的结构强度计算结果。研究对自行式海洋平台设计具有借鉴意义,并对平台结构强度计算研究提供了一定参考。

  2017年04期 v.35 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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• 基于南海定点观测数据的强风场特性研究

  杜宇;王延林;武文华;吕柏呈;岳前进;张立伟;

  为了满足我国海洋工程抗风设计需求,在南海某海洋平台定点开展了原型测量工作。通过对海面上82 m和29 m两处开展实测工作,获得了冬季寒潮和超强台风"尤特"影响下的风场现场实测数据。利用非平稳过程分析方法对两类强风过程的脉动风分量、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风谱等风场特性进行了分析。验证了脉动风分布的高斯性,给出了湍流强度与阵风因子的非线性拟合参数,分析了不同高度处风场特性剖面变化规律,证明了脉动风实测谱与Von Karman经验谱的良好拟合关系。

  2017年04期 v.35 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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• 不规则波与开孔沉箱相互作用数值模拟

  唐蔚;孙大鹏;吴浩;

  采用三步有限元法对N-S方程进行离散,同时借助CLEAR-VOF方法追踪流体自由表面,利用主动吸收式造波等手段改进了二维不规则波浪数值水槽,使得水槽中的波浪谱与目标靶谱吻合较好。进而建立了不规则波浪与开孔沉箱作用一种新的数值模式,分析研究不规则波作用下开孔沉箱的反射率,并与现有的物模结果和数模结果进行了对比,为不规则波与开孔沉箱作用问题的研究,探求了一种新的数值手段。

  2017年04期 v.35 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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• 强潮河口桥墩涌潮压力试验研究

  李颖;潘冬子;潘存鸿;

  为明确强潮河口设计条件下涌潮压力特征,以嘉绍大桥工程为背景进行了涌潮压力的动态测试和分析。选取主墩围堰和施工栈桥进行现场观测,分析了涌潮压力分布及其变化的特点。利用经验模态分解法,研究了涌潮压力的时均和脉动特性,建立了涌潮压力及其脉动分量极值与涌潮高度的拟合关系。研究结果表明:涌潮压力变化脉动性强,经验模态分解法能较好地处理这种非平稳时变信号;时均分量反映了局部水位的平均变化趋势,脉动分量反映了涌潮与结构物相互作用时自由水面的紊动情况;从垂向分布上看,压力极值在潮前低水位附近最大,并随着传感器安装高程的增加而减小;从平面分布上看,主墩围堰的迎潮面压力极值最大,背潮面最小;涌潮压力及其脉动分量的极值与涌潮高度满足指数分布规律。

  2017年04期 v.35 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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• 基于位移的高桩码头抗震设计动力放大系数计算公式

  高树飞;贡金鑫;冯云芬;

  为更加合理地计算基于位移的高桩码头抗震设计动力放大系数,采用40组地震动记录研究了双向水平地震作用下的码头动力放大系数。研究表明,码头的偏心距和分段长度以及地震波的入射角度对动力放大系数影响较大,地震动强度和近断层效应的影响可近似予以忽略。基于对动力放大系数计算结果的统计分析,提出了相应的计算公式,并确定了动力放大系数的变异系数和概率分布。

  2017年04期 v.35 59-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
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• 毛里塔尼亚友谊港上下游岸线演变模拟及预测

  王宁舸;孙林云;孙波;唐磊;

  毛里塔尼亚友谊港处于典型的强沿岸输沙型沙质海岸,年平均沿岸输沙量为90×10~4~100×10~4m~3。由于防波堤工程对上游沿岸输沙的拦截,港区岸线冲淤变化强烈。根据实测资料分析,采用基于"一线理论"的岸线演变数学模型,对友谊港上下游岸线变化作了整体验证,统筹分析了港口工程对上游淤积和下游冲刷的影响。在此基础上,进一步预测了友谊港未来20年的岸线变化情况。结果表明,在港区现有建筑物布置情况下,下游岸线的大幅冲刷将危及陆域土堤的安全,是友谊港未来防护的重点之一。若考虑每隔一定年限在下游增建丁坝工程,形成丁坝群护岸工程,可延长下游岸线的冲刷防护范围,减小对陆域建筑物的威胁。

  2017年04期 v.35 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 365K]
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• 大直径超长管桩打桩过程中土塞性状研究

  李飒;尹蒋松;贾志远;张树德;康思伟;孙振平;

  大直径超长桩的可打入分析是海洋平台打桩施工顺利进行的重要保障,土塞是否闭合的判断对于桩基可打入性分析具有较大的影响,因此,合理准确的土塞判断结果对提高桩的可打入分析的准确性具有重要的意义。以现场静力触探(CPTU)试验数据为依据,采用孔扩张理论推导了基于CPTU测试结果的桩端土的极限承载力计算公式;在求解桩端土体承载力时考虑了管桩与土体的刚度差异,同时考虑到打桩过程中的土体扰动。采用Randolph推荐的方法得到了土塞阻力,将两者进行比较,进而判断土塞的状态。通过实际工程的实测数据,对各个土层的土塞状况进行了判别,并根据判别情况采用波动方程的方法对桩基的可打入性进行了分析,将预测结果和现场的打桩记录进行了比较。计算结果显示,提出的方法与实测结果更为接近,有效地提高了桩的可打入性的预测精度。

  2017年04期 v.35 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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• 加筋板轮印载荷分布特性的试验与数值分析

  刘聪;程远胜;张攀;刘均;

  轮印载荷的分布对于直升机甲板加筋板结构的设计至关重要。通过在橡胶块上加压的方式模拟轮印载荷,直接测量橡胶块与加筋板结构之间的接触压力,揭示轮印载荷分布特性,得到轮印载荷在加强筋和铺板之间的分布具有较强的不均匀性。利用ABAQUS软件进行轮印载荷分布的数值计算,结果表明,数值计算结果与试验结果吻合较好,试验工况下分布在加强筋上均布轮印载荷为接触面上均布轮印载荷的1.279倍。研究了加筋板面板初始缺陷、加强筋高度以及加筋板面板厚度对轮印载荷分布的影响。数值结果表明:考虑面板初始缺陷、降低面板厚度和增加加强筋的高度使轮印载荷分配到加强筋上的比例增大,但在相对刚度变化相同的情况下,降低面板厚度和增加加强筋高度对轮印载荷分布的影响不同。

  2017年04期 v.35 84-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]
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• 《海洋工程》征稿简则

  <正>《海洋工程》于1983年创刊,是由中国科学技术协会主管,中国海洋学会主办,南京水利科学研究院、上海交通大学承办的综合性学术刊物。已被美国剑桥科学文摘(CSA)、联合国《水科学和渔业文摘》(ASFA)、日本科学技术振兴机构中国文献数据库(JST)、中国科技核心期刊(中信所)、中国科技期刊精品数据库(中国知识资源总库)、中国核心期刊(遴选)数据库(万方数据库)、中国期刊全文数据库(CJFD)、中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED)、

  2017年04期 v.35 149页 [查看摘要][在线阅读][下载 25K]
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