- 金雪菲;陈家旺;李世伦;顾临怡;
针对深水油气田主动旋流分离器强制涡流前推段锥度对分离性能的影响进行研究,应用RSM(reynolds stress model)湍流模型对主动旋流器内部强旋流场进行数值模拟计算,在强制涡流前推段锥角变化时,合理预测并对比其内部轴向速度、切向速度、离心力以及分离效率的变化。研究表明在一定范围内,前推段锥度的增加可以提高混合液在前推段内的轴向速度和切向速度,进而可以获得更高的分离效率。当锥角达到15°时,可以获得最为理想的分离效果。此外,在不同深水环境下对该主动旋流分离器进行仿真计算表明,不同的环境压力对旋流器分离效率影响很小。
2011年01期 v.29 89-93+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 937K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 金雪菲;陈家旺;李世伦;顾临怡;
针对深水油气田主动旋流分离器强制涡流前推段锥度对分离性能的影响进行研究,应用RSM(reynolds stress model)湍流模型对主动旋流器内部强旋流场进行数值模拟计算,在强制涡流前推段锥角变化时,合理预测并对比其内部轴向速度、切向速度、离心力以及分离效率的变化。研究表明在一定范围内,前推段锥度的增加可以提高混合液在前推段内的轴向速度和切向速度,进而可以获得更高的分离效率。当锥角达到15°时,可以获得最为理想的分离效果。此外,在不同深水环境下对该主动旋流分离器进行仿真计算表明,不同的环境压力对旋流器分离效率影响很小。
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针对深水油气田主动旋流分离器强制涡流前推段锥度对分离性能的影响进行研究,应用RSM(reynolds stress model)湍流模型对主动旋流器内部强旋流场进行数值模拟计算,在强制涡流前推段锥角变化时,合理预测并对比其内部轴向速度、切向速度、离心力以及分离效率的变化。研究表明在一定范围内,前推段锥度的增加可以提高混合液在前推段内的轴向速度和切向速度,进而可以获得更高的分离效率。当锥角达到15°时,可以获得最为理想的分离效果。此外,在不同深水环境下对该主动旋流分离器进行仿真计算表明,不同的环境压力对旋流器分离效率影响很小。
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构建一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括四个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在等效水深截断系统的优化设计中,对截断系泊系统的构造参数进行优化,能在很短时间内给出符合海洋工程需要的等效水深截断系泊系统。
2011年01期 v.29 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1637K] [下载次数：136 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 周杭霞;张火明;高明正;杨建民;
构建一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括四个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在等效水深截断系统的优化设计中,对截断系泊系统的构造参数进行优化,能在很短时间内给出符合海洋工程需要的等效水深截断系泊系统。
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构建一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括四个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在等效水深截断系统的优化设计中,对截断系泊系统的构造参数进行优化,能在很短时间内给出符合海洋工程需要的等效水深截断系泊系统。
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对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对比表明,在相同的隔水管系统配置下,三种方法计算结果都接近于实际钻井作业时的顶张力设定值。但研究认为,基于下放最大钩载的顶张力计算方法简单实用,推荐作为优选方法。
2011年01期 v.29 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 49K] [下载次数：634 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：63 ] |[阅读次数：0 ] - 鞠少栋;畅元江;陈国明;许亮斌;殷志明;
对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对比表明,在相同的隔水管系统配置下,三种方法计算结果都接近于实际钻井作业时的顶张力设定值。但研究认为,基于下放最大钩载的顶张力计算方法简单实用,推荐作为优选方法。
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对于深水和超深水钻井作业,确定钻井隔水管系统顶张力是钻前设计非常重要的工作。研究三种隔水管系统顶张力确定方法,分别是理论方法、基于隔水管系统底部残余张力方法和基于下放隔水管系统的最大钩载方法。算例计算与超深水钻井实践对比表明,在相同的隔水管系统配置下,三种方法计算结果都接近于实际钻井作业时的顶张力设定值。但研究认为,基于下放最大钩载的顶张力计算方法简单实用,推荐作为优选方法。
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自升式海洋平台地基强度稳定性是保证作业安全的基本条件。结合土力学理论及有限元分析,提出一套较完整的地基强度稳定性分析方法,并结合一个实际算例,探讨影响地基强度稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。
2011年01期 v.29 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 78K] [下载次数：358 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 李红涛;李晔;
自升式海洋平台地基强度稳定性是保证作业安全的基本条件。结合土力学理论及有限元分析,提出一套较完整的地基强度稳定性分析方法,并结合一个实际算例,探讨影响地基强度稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。
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自升式海洋平台地基强度稳定性是保证作业安全的基本条件。结合土力学理论及有限元分析,提出一套较完整的地基强度稳定性分析方法,并结合一个实际算例,探讨影响地基强度稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。
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吸力基础是海洋工程中新型的一种基础型式,广泛应用于海洋平台、海洋浮动式结构等,近年来,也被作为浅海离岸风力发电工程的基础。吸力基础易遭受较大的水平动力荷载和弯矩,从而可能产生较大水平位移和转角;同时,由于海床冲刷,会降低其承载能力。为克服这些不足,提出了一种新型吸力基础———裙式吸力基础,把分析传统吸力基础砂土中的沉贯方法,拓广到裙式吸力基础中,研究该基础型式在砂土中的可沉贯性以及所需的吸力;并与同情况下的传统吸力基础进行了比较,证明了所提出的裙式吸力基础具有较好的沉贯性能,具有工程实践推广价值。
2011年01期 v.29 111-115+148页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K] [下载次数：568 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：31 ] |[阅读次数：0 ] - 李大勇;王梅;刘小丽;
吸力基础是海洋工程中新型的一种基础型式,广泛应用于海洋平台、海洋浮动式结构等,近年来,也被作为浅海离岸风力发电工程的基础。吸力基础易遭受较大的水平动力荷载和弯矩,从而可能产生较大水平位移和转角;同时,由于海床冲刷,会降低其承载能力。为克服这些不足,提出了一种新型吸力基础———裙式吸力基础,把分析传统吸力基础砂土中的沉贯方法,拓广到裙式吸力基础中,研究该基础型式在砂土中的可沉贯性以及所需的吸力;并与同情况下的传统吸力基础进行了比较,证明了所提出的裙式吸力基础具有较好的沉贯性能,具有工程实践推广价值。
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吸力基础是海洋工程中新型的一种基础型式,广泛应用于海洋平台、海洋浮动式结构等,近年来,也被作为浅海离岸风力发电工程的基础。吸力基础易遭受较大的水平动力荷载和弯矩,从而可能产生较大水平位移和转角;同时,由于海床冲刷,会降低其承载能力。为克服这些不足,提出了一种新型吸力基础———裙式吸力基础,把分析传统吸力基础砂土中的沉贯方法,拓广到裙式吸力基础中,研究该基础型式在砂土中的可沉贯性以及所需的吸力;并与同情况下的传统吸力基础进行了比较,证明了所提出的裙式吸力基础具有较好的沉贯性能,具有工程实践推广价值。
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针对圆弧滑动面法已无法准确判断土体强度发生弱化后半圆堤整体稳定性问题,建立基于循环强度结合D-P屈服准则的拟静力有限元模型来分析半圆堤整体稳定性。分析荷载破坏包络线的变化趋势,给出提高半圆堤整体稳定性的工程建议。并在有限元数值分析结果基础上,对变量进行无量纲化,通过优化分析进行非线性拟合归一得出描述半圆堤整体稳定性的极限状态方程。以长江口深水航道治理二期工程为例,结果表明简化计算方法是可靠的,可供工程设计借鉴和使用。
2011年01期 v.29 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 74K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 周宝勇;王元战;余建星;
针对圆弧滑动面法已无法准确判断土体强度发生弱化后半圆堤整体稳定性问题,建立基于循环强度结合D-P屈服准则的拟静力有限元模型来分析半圆堤整体稳定性。分析荷载破坏包络线的变化趋势,给出提高半圆堤整体稳定性的工程建议。并在有限元数值分析结果基础上,对变量进行无量纲化,通过优化分析进行非线性拟合归一得出描述半圆堤整体稳定性的极限状态方程。以长江口深水航道治理二期工程为例,结果表明简化计算方法是可靠的,可供工程设计借鉴和使用。
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针对圆弧滑动面法已无法准确判断土体强度发生弱化后半圆堤整体稳定性问题,建立基于循环强度结合D-P屈服准则的拟静力有限元模型来分析半圆堤整体稳定性。分析荷载破坏包络线的变化趋势,给出提高半圆堤整体稳定性的工程建议。并在有限元数值分析结果基础上,对变量进行无量纲化,通过优化分析进行非线性拟合归一得出描述半圆堤整体稳定性的极限状态方程。以长江口深水航道治理二期工程为例,结果表明简化计算方法是可靠的,可供工程设计借鉴和使用。
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对淀山湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型计算了湖区风浪场的波高,并将计算结果和现场观测值进行了比较,比较说明两种方法的计算结果存在比较明显的差别。可为今后的相关工作提供借鉴和参考,并可为淀山湖的进一步治理积累必要的工作基础。
2011年01期 v.29 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 116K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 张洪生;文武键;辜俊波;
对淀山湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型计算了湖区风浪场的波高,并将计算结果和现场观测值进行了比较,比较说明两种方法的计算结果存在比较明显的差别。可为今后的相关工作提供借鉴和参考,并可为淀山湖的进一步治理积累必要的工作基础。
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对淀山湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型计算了湖区风浪场的波高,并将计算结果和现场观测值进行了比较,比较说明两种方法的计算结果存在比较明显的差别。可为今后的相关工作提供借鉴和参考,并可为淀山湖的进一步治理积累必要的工作基础。
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针对声相关计程仪的测速特点,研究了一维、二维基阵的设计方法。一维基阵采用基于约束最小冗余的设计方法,可以获得比均匀线阵大得多的阵列孔径,从而提高基阵的利用率,但约束最小冗余线阵(RMRLA)的设计方法计算量巨大,并不适合二维基阵的设计。在重新定义冗余因子,建立理想位置矢量图模型,提出位置矢量重合率等概念的基础上,实现了适用于声相关测速需求的二维基阵的快速设计。仿真结果证明了该设计方法的可行性。
2011年01期 v.29 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 67K] [下载次数：107 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 薛敬宏;金铭;乔晓林;
针对声相关计程仪的测速特点,研究了一维、二维基阵的设计方法。一维基阵采用基于约束最小冗余的设计方法,可以获得比均匀线阵大得多的阵列孔径,从而提高基阵的利用率,但约束最小冗余线阵(RMRLA)的设计方法计算量巨大,并不适合二维基阵的设计。在重新定义冗余因子,建立理想位置矢量图模型,提出位置矢量重合率等概念的基础上,实现了适用于声相关测速需求的二维基阵的快速设计。仿真结果证明了该设计方法的可行性。
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针对声相关计程仪的测速特点,研究了一维、二维基阵的设计方法。一维基阵采用基于约束最小冗余的设计方法,可以获得比均匀线阵大得多的阵列孔径,从而提高基阵的利用率,但约束最小冗余线阵(RMRLA)的设计方法计算量巨大,并不适合二维基阵的设计。在重新定义冗余因子,建立理想位置矢量图模型,提出位置矢量重合率等概念的基础上,实现了适用于声相关测速需求的二维基阵的快速设计。仿真结果证明了该设计方法的可行性。
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- 魏跃峰;杨建民;陈刚;胡志强;
浮式钻井生产储油轮(floating,drilling,production,storage and offloading vessel,简称FDPSO)是具备油矿钻探、原油生产以及储备等多功能的海洋平台。对FDPSO概念设计过程做了初步研究,提出深海多立柱半潜FDPSO概念,并对其做了稳性计算、水动力性能分析和系泊系统设计,研究该概念在中国南海海域应用的可行性。
2011年01期 v.29 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 魏跃峰;杨建民;陈刚;胡志强;
浮式钻井生产储油轮(floating,drilling,production,storage and offloading vessel,简称FDPSO)是具备油矿钻探、原油生产以及储备等多功能的海洋平台。对FDPSO概念设计过程做了初步研究,提出深海多立柱半潜FDPSO概念,并对其做了稳性计算、水动力性能分析和系泊系统设计,研究该概念在中国南海海域应用的可行性。
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浮式钻井生产储油轮(floating,drilling,production,storage and offloading vessel,简称FDPSO)是具备油矿钻探、原油生产以及储备等多功能的海洋平台。对FDPSO概念设计过程做了初步研究,提出深海多立柱半潜FDPSO概念,并对其做了稳性计算、水动力性能分析和系泊系统设计,研究该概念在中国南海海域应用的可行性。
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针对粘土中吸力锚沉贯的两个关键性问题———沉贯阻力和土塞形成过程,在自行研制的试验平台上进行一系列吸力锚沉贯室内模型试验。试验结果表明,负压抽吸对筒壁内部土体的影响较大,而对外侧土体的影响很小;由压力沉贯向吸力沉贯转换后,土体阻力会先降低,再随着沉贯的进行逐渐增大,并超过采用压贯方式的土体阻力;前期压贯深度的变化带来了不同的内部泥面下陷,这对吸力沉贯开始阶段的土塞发展影响不大,当土塞加速隆起后,压贯越深的情况土塞发展越迅速;在粘土中进行吸力沉贯时,API规范对最大容许吸力估算较为准确,但是需提供比API规范更大的沉贯吸力才能保持沉贯的进行,而且沉贯过程中土塞的高度大于由于筒裙下插置换土体所带来的高度。
2011年01期 v.29 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] [下载次数：926 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：54 ] |[阅读次数：0 ] - 国振;王立忠;袁峰;
针对粘土中吸力锚沉贯的两个关键性问题———沉贯阻力和土塞形成过程,在自行研制的试验平台上进行一系列吸力锚沉贯室内模型试验。试验结果表明,负压抽吸对筒壁内部土体的影响较大,而对外侧土体的影响很小;由压力沉贯向吸力沉贯转换后,土体阻力会先降低,再随着沉贯的进行逐渐增大,并超过采用压贯方式的土体阻力;前期压贯深度的变化带来了不同的内部泥面下陷,这对吸力沉贯开始阶段的土塞发展影响不大,当土塞加速隆起后,压贯越深的情况土塞发展越迅速;在粘土中进行吸力沉贯时,API规范对最大容许吸力估算较为准确,但是需提供比API规范更大的沉贯吸力才能保持沉贯的进行,而且沉贯过程中土塞的高度大于由于筒裙下插置换土体所带来的高度。
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针对粘土中吸力锚沉贯的两个关键性问题———沉贯阻力和土塞形成过程,在自行研制的试验平台上进行一系列吸力锚沉贯室内模型试验。试验结果表明,负压抽吸对筒壁内部土体的影响较大,而对外侧土体的影响很小;由压力沉贯向吸力沉贯转换后,土体阻力会先降低,再随着沉贯的进行逐渐增大,并超过采用压贯方式的土体阻力;前期压贯深度的变化带来了不同的内部泥面下陷,这对吸力沉贯开始阶段的土塞发展影响不大,当土塞加速隆起后,压贯越深的情况土塞发展越迅速;在粘土中进行吸力沉贯时,API规范对最大容许吸力估算较为准确,但是需提供比API规范更大的沉贯吸力才能保持沉贯的进行,而且沉贯过程中土塞的高度大于由于筒裙下插置换土体所带来的高度。
2011年01期 v.29 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K] [下载次数：926 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：54 ] |[阅读次数：0 ] - 唐国强;吕林;滕斌;谢彬;宋吉宁;张建侨;吴浩;
涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)是导致深海细长柔性立管发生疲劳破坏的重要因素。采用实验观测手段研究了长细比为1 750的柔性立管多模态涡激振动特性。实验中,通过采用拖车拖拉立管模型在水池中匀速行进来模拟均匀流作用下的涡激振动响应。利用光纤光栅传感器测量立管模型在横流向(cross-flow,CF)和顺流向(in-line,IL)的应变,进而通过模态分解的方法,获得立管模型涡激振动的位移。在此基础上,研究了CF以及IL方向的响应频率、位移标准差的平均值和最大值等随流速的变化规律,并分析了立管模型上测点的运动轨迹及其影响因素。
2011年01期 v.29 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K] [下载次数：927 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：78 ] |[阅读次数：0 ] - 唐国强;吕林;滕斌;谢彬;宋吉宁;张建侨;吴浩;
涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)是导致深海细长柔性立管发生疲劳破坏的重要因素。采用实验观测手段研究了长细比为1 750的柔性立管多模态涡激振动特性。实验中,通过采用拖车拖拉立管模型在水池中匀速行进来模拟均匀流作用下的涡激振动响应。利用光纤光栅传感器测量立管模型在横流向(cross-flow,CF)和顺流向(in-line,IL)的应变,进而通过模态分解的方法,获得立管模型涡激振动的位移。在此基础上,研究了CF以及IL方向的响应频率、位移标准差的平均值和最大值等随流速的变化规律,并分析了立管模型上测点的运动轨迹及其影响因素。
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涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)是导致深海细长柔性立管发生疲劳破坏的重要因素。采用实验观测手段研究了长细比为1 750的柔性立管多模态涡激振动特性。实验中,通过采用拖车拖拉立管模型在水池中匀速行进来模拟均匀流作用下的涡激振动响应。利用光纤光栅传感器测量立管模型在横流向(cross-flow,CF)和顺流向(in-line,IL)的应变,进而通过模态分解的方法,获得立管模型涡激振动的位移。在此基础上,研究了CF以及IL方向的响应频率、位移标准差的平均值和最大值等随流速的变化规律,并分析了立管模型上测点的运动轨迹及其影响因素。
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从动力定位的角度,以深水半潜式钻井平台为研究对象,对其在不同方向环境载荷作用下的动力定位进行时域模拟,得到作业工况各角度下平台水平方向位移以及功率消耗的时历。通过最优精度方向角和最优功率方向角的求解,最终得到平台的最优作业方向,满足海洋平台正常作业高精度、低能耗的要求,为平台的工程作业实践提供参考,并为模型实验提出新的研究方向。
2011年01期 v.29 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K] [下载次数：379 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 李勇跃;王磊;孙攀;
从动力定位的角度,以深水半潜式钻井平台为研究对象,对其在不同方向环境载荷作用下的动力定位进行时域模拟,得到作业工况各角度下平台水平方向位移以及功率消耗的时历。通过最优精度方向角和最优功率方向角的求解,最终得到平台的最优作业方向,满足海洋平台正常作业高精度、低能耗的要求,为平台的工程作业实践提供参考,并为模型实验提出新的研究方向。
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从动力定位的角度,以深水半潜式钻井平台为研究对象,对其在不同方向环境载荷作用下的动力定位进行时域模拟,得到作业工况各角度下平台水平方向位移以及功率消耗的时历。通过最优精度方向角和最优功率方向角的求解,最终得到平台的最优作业方向,满足海洋平台正常作业高精度、低能耗的要求,为平台的工程作业实践提供参考,并为模型实验提出新的研究方向。
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建立基于四阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪传播数值模型。采用Kennedy等提出的涡粘方法模拟波浪破碎。在矩形网格上对控制方程进行离散,采用高精度的数值格式对离散方程进行数值求解。对规则波在具有三维特征地形上的传播过程进行了数值模拟,通过数值模拟结果与实验结果的对比,对所建立的波浪传播模型进行了验证。同时,为了考察非线性对波浪传播的影响,给出和上述模型具有同阶色散性、变浅作用性能但仅具有二阶完全非线性特征的波浪模型的数值结果。通过对比两个模型的数值结果以及实验数据,讨论非线性在波浪传播过程中的作用。研究结果表明,所建立的Boussinesq水波方程在深水范围内不但具有较精确的色散性和变浅作用性能,而且具有四阶完全非线性特征,适合模拟波浪在近岸水域的非线性运动。
2011年01期 v.29 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K] [下载次数：355 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 房克照;邹志利;
建立基于四阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪传播数值模型。采用Kennedy等提出的涡粘方法模拟波浪破碎。在矩形网格上对控制方程进行离散,采用高精度的数值格式对离散方程进行数值求解。对规则波在具有三维特征地形上的传播过程进行了数值模拟,通过数值模拟结果与实验结果的对比,对所建立的波浪传播模型进行了验证。同时,为了考察非线性对波浪传播的影响,给出和上述模型具有同阶色散性、变浅作用性能但仅具有二阶完全非线性特征的波浪模型的数值结果。通过对比两个模型的数值结果以及实验数据,讨论非线性在波浪传播过程中的作用。研究结果表明,所建立的Boussinesq水波方程在深水范围内不但具有较精确的色散性和变浅作用性能,而且具有四阶完全非线性特征,适合模拟波浪在近岸水域的非线性运动。
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建立基于四阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪传播数值模型。采用Kennedy等提出的涡粘方法模拟波浪破碎。在矩形网格上对控制方程进行离散,采用高精度的数值格式对离散方程进行数值求解。对规则波在具有三维特征地形上的传播过程进行了数值模拟,通过数值模拟结果与实验结果的对比,对所建立的波浪传播模型进行了验证。同时,为了考察非线性对波浪传播的影响,给出和上述模型具有同阶色散性、变浅作用性能但仅具有二阶完全非线性特征的波浪模型的数值结果。通过对比两个模型的数值结果以及实验数据,讨论非线性在波浪传播过程中的作用。研究结果表明,所建立的Boussinesq水波方程在深水范围内不但具有较精确的色散性和变浅作用性能,而且具有四阶完全非线性特征,适合模拟波浪在近岸水域的非线性运动。
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利用局部微分求积法(LDQ)对非线性薛定谔(Schr dinger)方程进行数值求解,分别模拟了单深水孤立波运动,同向双深水孤立波追赶碰撞耦合运动,高阶孤立波振动和孤立波的反射与透射现象,得到各情况下的数值结果。从数值模拟及图像中揭示非线性薛定谔方程的性质和特点,阐述深水孤立波形成的物理意义、运动方式和运动规律,分析在不同初值条件下波形的变化特点,验证了LDQ法对该类问题的有效性。
2011年01期 v.29 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 83K] [下载次数：139 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张弩;宗智;于馨;
利用局部微分求积法(LDQ)对非线性薛定谔(Schr dinger)方程进行数值求解,分别模拟了单深水孤立波运动,同向双深水孤立波追赶碰撞耦合运动,高阶孤立波振动和孤立波的反射与透射现象,得到各情况下的数值结果。从数值模拟及图像中揭示非线性薛定谔方程的性质和特点,阐述深水孤立波形成的物理意义、运动方式和运动规律,分析在不同初值条件下波形的变化特点,验证了LDQ法对该类问题的有效性。
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利用局部微分求积法(LDQ)对非线性薛定谔(Schr dinger)方程进行数值求解,分别模拟了单深水孤立波运动,同向双深水孤立波追赶碰撞耦合运动,高阶孤立波振动和孤立波的反射与透射现象,得到各情况下的数值结果。从数值模拟及图像中揭示非线性薛定谔方程的性质和特点,阐述深水孤立波形成的物理意义、运动方式和运动规律,分析在不同初值条件下波形的变化特点,验证了LDQ法对该类问题的有效性。
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应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。
2011年01期 v.29 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 86K] [下载次数：795 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：43 ] |[阅读次数：0 ] - 谢东风;潘存鸿;吴修广;
应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。
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应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。
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清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。
2011年01期 v.29 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2396K] [下载次数：456 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 王道儒;温晶;龚文平;赵军鹏;
清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。
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清澜潮汐汊道为海南岛东部一个典型的泻湖-潮汐汊道-沙坝系统,由于其优越的自然条件而成为开发的重点区域。近几年的人类活动主要包括:口门西侧的围填工程,航道的疏浚和八门湾泻湖内的围塘工程。采用SELFE模型,结合观测资料,研究了不同人类活动对潮汐汊道的潮波、潮通量与涨落潮历时、河口重力环流、盐水入侵和河口羽流的影响。结果表明不同的人类活动其对动力的影响不同,口门西侧围填工程减小了潮汐汊道的潮差,对潮通量和盐水入侵影响很小;航道疏浚则加大了潮差和潮通量,加强了河口环流和盐水入侵;泻湖内围塘工程使潮差有所增大,但减小了潮通量,对盐水入侵的影响不显著。口门西侧围填工程改变了河口羽流的路径,而航道疏浚则使河口羽流更加向海扩散。
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为研究规则波中船舶复原力变化规律及其对参数横摇的影响,首先,基于切片理论求解出船舶无横倾时在波浪中时间序列垂荡和纵摇运动,确定出波面与船体的相对位置;其次,利用三个坐标系之间的转换关系进而确定规则波中船体各横剖面左右舷与波面瞬时交点,求得各浸水剖面面积;然后对波浪压力沿船长湿表面积分,得出规则波中船舶复原力的Froude-Krylov部分。同时,利用作用在横倾船舶上的辐射力和绕射力,求出规则波中船舶复原力辐射力和绕射力部分。在复原力计算的基础上,确定一个参数横摇模型,实现波浪中参数横摇计算。以一艘集装箱船为例,研究了规则波中复原力变化以及参数横摇规律,复原力变化幅度是影响参数横摇的一个重要因素。
2011年01期 v.29 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K] [下载次数：671 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：65 ] |[阅读次数：0 ] - 鲁江;马坤;黄武刚;
为研究规则波中船舶复原力变化规律及其对参数横摇的影响,首先,基于切片理论求解出船舶无横倾时在波浪中时间序列垂荡和纵摇运动,确定出波面与船体的相对位置;其次,利用三个坐标系之间的转换关系进而确定规则波中船体各横剖面左右舷与波面瞬时交点,求得各浸水剖面面积;然后对波浪压力沿船长湿表面积分,得出规则波中船舶复原力的Froude-Krylov部分。同时,利用作用在横倾船舶上的辐射力和绕射力,求出规则波中船舶复原力辐射力和绕射力部分。在复原力计算的基础上,确定一个参数横摇模型,实现波浪中参数横摇计算。以一艘集装箱船为例,研究了规则波中复原力变化以及参数横摇规律,复原力变化幅度是影响参数横摇的一个重要因素。
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为研究规则波中船舶复原力变化规律及其对参数横摇的影响,首先,基于切片理论求解出船舶无横倾时在波浪中时间序列垂荡和纵摇运动,确定出波面与船体的相对位置;其次,利用三个坐标系之间的转换关系进而确定规则波中船体各横剖面左右舷与波面瞬时交点,求得各浸水剖面面积;然后对波浪压力沿船长湿表面积分,得出规则波中船舶复原力的Froude-Krylov部分。同时,利用作用在横倾船舶上的辐射力和绕射力,求出规则波中船舶复原力辐射力和绕射力部分。在复原力计算的基础上,确定一个参数横摇模型,实现波浪中参数横摇计算。以一艘集装箱船为例,研究了规则波中复原力变化以及参数横摇规律,复原力变化幅度是影响参数横摇的一个重要因素。
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由于重叠冰厚度较大,给冰区海洋运输以及海洋生产作业等带来较大影响,为了得到科学客观的重叠冰厚度,需要对重叠冰的形成条件进行深入研究。利用理论分析和数值模拟方法,分析了波浪、风和流对渤海海冰重叠的影响。通过理论计算分析发现,波浪是导致海冰断裂的主要因素;采用离散元方法对海冰重叠过程进行了数值模拟,模拟结果表明海冰在外界动力作用下,海冰初始发生屈曲变形断裂,随后产生重叠。综合分析表明,海冰在同时具备波浪的垂向波动作用以及风或流水平作用力下,冰层比较容易发生重叠,波浪对海冰重叠的作用不可忽略,海冰的重叠长度取决于风和流作用的大小,其作用力越大,重叠长度越大。
2011年01期 v.29 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 79K] [下载次数：168 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 李春花;孙鹤泉;
由于重叠冰厚度较大,给冰区海洋运输以及海洋生产作业等带来较大影响,为了得到科学客观的重叠冰厚度,需要对重叠冰的形成条件进行深入研究。利用理论分析和数值模拟方法,分析了波浪、风和流对渤海海冰重叠的影响。通过理论计算分析发现,波浪是导致海冰断裂的主要因素;采用离散元方法对海冰重叠过程进行了数值模拟,模拟结果表明海冰在外界动力作用下,海冰初始发生屈曲变形断裂,随后产生重叠。综合分析表明,海冰在同时具备波浪的垂向波动作用以及风或流水平作用力下,冰层比较容易发生重叠,波浪对海冰重叠的作用不可忽略,海冰的重叠长度取决于风和流作用的大小,其作用力越大,重叠长度越大。
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由于重叠冰厚度较大,给冰区海洋运输以及海洋生产作业等带来较大影响,为了得到科学客观的重叠冰厚度,需要对重叠冰的形成条件进行深入研究。利用理论分析和数值模拟方法,分析了波浪、风和流对渤海海冰重叠的影响。通过理论计算分析发现,波浪是导致海冰断裂的主要因素;采用离散元方法对海冰重叠过程进行了数值模拟,模拟结果表明海冰在外界动力作用下,海冰初始发生屈曲变形断裂,随后产生重叠。综合分析表明,海冰在同时具备波浪的垂向波动作用以及风或流水平作用力下,冰层比较容易发生重叠,波浪对海冰重叠的作用不可忽略,海冰的重叠长度取决于风和流作用的大小,其作用力越大,重叠长度越大。
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以悬停式AUV"MM-01"为试验平台,设计一种基于行为的控制体系结构。将AUV的行为划分为漫游、巡航和避障三个基本行为,并将模糊控制引入避障行为中,通过基于优先级的仲裁方式实现三种行为的有序协调,完成预定任务。同时,针对AUV的悬停需求,提出了增加内环速度反馈实现AUV稳定悬停的控制方法,定义一种新的高层自治控制系统与底层运动控制系统的接口。最后,通过建立整个系统的Simulink仿真模型,验证了该控制策略的有效性。
2011年01期 v.29 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 202K] [下载次数：391 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 李文涛;葛彤;
以悬停式AUV"MM-01"为试验平台,设计一种基于行为的控制体系结构。将AUV的行为划分为漫游、巡航和避障三个基本行为,并将模糊控制引入避障行为中,通过基于优先级的仲裁方式实现三种行为的有序协调,完成预定任务。同时,针对AUV的悬停需求,提出了增加内环速度反馈实现AUV稳定悬停的控制方法,定义一种新的高层自治控制系统与底层运动控制系统的接口。最后,通过建立整个系统的Simulink仿真模型,验证了该控制策略的有效性。
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以悬停式AUV"MM-01"为试验平台,设计一种基于行为的控制体系结构。将AUV的行为划分为漫游、巡航和避障三个基本行为,并将模糊控制引入避障行为中,通过基于优先级的仲裁方式实现三种行为的有序协调,完成预定任务。同时,针对AUV的悬停需求,提出了增加内环速度反馈实现AUV稳定悬停的控制方法,定义一种新的高层自治控制系统与底层运动控制系统的接口。最后,通过建立整个系统的Simulink仿真模型,验证了该控制策略的有效性。
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在河口海岸二维悬沙数学模型中,半潮或全潮平均的潮流挟沙能力并不能完全反映其逐时的实际情况,为此进行了分析研究。研究结果表明:1)应用半潮或全潮平均的潮流挟沙力公式进行悬沙数值模拟时,应引入一个修正系数;2)该修正系数与公式中的指数成反比,与相对水深成正比,且与相位角也存在一定联系;3)该修正系数理论正确、实用方便、验证成果良好,实例计算表明能够较好地复演天然悬沙场分布。
2011年01期 v.29 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K] [下载次数：291 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 殷亚明;张金善;宋志尧;
在河口海岸二维悬沙数学模型中,半潮或全潮平均的潮流挟沙能力并不能完全反映其逐时的实际情况,为此进行了分析研究。研究结果表明:1)应用半潮或全潮平均的潮流挟沙力公式进行悬沙数值模拟时,应引入一个修正系数;2)该修正系数与公式中的指数成反比,与相对水深成正比,且与相位角也存在一定联系;3)该修正系数理论正确、实用方便、验证成果良好,实例计算表明能够较好地复演天然悬沙场分布。
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在河口海岸二维悬沙数学模型中,半潮或全潮平均的潮流挟沙能力并不能完全反映其逐时的实际情况,为此进行了分析研究。研究结果表明:1)应用半潮或全潮平均的潮流挟沙力公式进行悬沙数值模拟时,应引入一个修正系数;2)该修正系数与公式中的指数成反比,与相对水深成正比,且与相位角也存在一定联系;3)该修正系数理论正确、实用方便、验证成果良好,实例计算表明能够较好地复演天然悬沙场分布。
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