海洋工程最新期刊目录
海上风电场半潜式平台锚固基础可靠性优化设计研究————作者：刘君;吴妮芬;
摘要：锚固基础通过系泊线定位海上浮式平台，是保障浮式风电场正常运行的根基。海床土的强度以及环境荷载具有很强的不确定性。以沉箱、多线动力贯入锚和轻质动力安装板锚三类锚固基础为研究对象，构建锚固系统的成本模型。以基础尺寸为设计变量，资本支出最小为目标，开展确定性优化设计，得到满足约束的最优尺寸。在此基础上，采用AK-MCS方法对确定性优化结果进行可靠性分析，验证不同土强度变异系数下确定性优化设计的合理性。进...
弯曲荷载作用下纤维增强热塑性柔性管损伤失效研究————作者：赵德喜;
摘要：以纤维增强热塑性柔性管为研究对象，通过对柔性管椭圆化变形进行几何分析，并基于非线性圆柱壳理论建立弯曲荷载作用下柔性管三维理论模型，进一步考虑三维应力状态及分层失效因子，采用Hashin-Yeh失效准则预测增强层玻纤带的失效模式，同时根据Von Mises应力准则对内衬层和外保护层进行损伤失效评估，并通过有限元数值模拟进行模型验证，对柔性管进行极限状态应力、失效模式以及刚度退化规律进行研究。研究结果...
台风条件下饱和砂土中共享桩锚承载变形特性研究————作者：李达;孙国栋;张梦竹;崔建斌;张友虎;吴初恒;
摘要：高昂的成本是当前漂浮式海上风电发展中面临的主要障碍。在大型漂浮式海上风场中采用共享锚技术可大幅减少锚点数量，降低系泊锚勘察、制造及安装成本，从而有效降低造价。台风是我国东南沿海建设漂浮式海上风电场所面临的主要海洋环境挑战，但台风海洋环境下共享锚的设计理论与方法尚为空白。为探究台风条件下共享桩锚基础的承载变形机理，开展了饱和砂土中共享桩锚系列模型试验。试验结果表明共享桩锚基础与传统独立系泊桩锚基础在...
变向水平荷载作用下海上风电裙式吸力基础承载特性模型试验————作者：李智;贾小刚;张程远;李大勇;彭虹桥;刘秉文;
摘要：裙式吸力基础是一种新型海上风电基础形式，服役期长期受到变向风、波浪水平荷载作用。目前针对吸力基础水平承载特性方面的研究多将风、波浪荷载简化为一个方向固定的水平荷载，但大量海洋观测数据表明，海洋风荷载与波浪荷载方向随温度、季节、气候等因素发生变化，从而影响基础承载特性。采用自主研发的海工基础多向复杂模型试验加载系统，开展砂土中定向与变向水平加载模型试验，研究了加载高度以及变向角度对水平极限承载力以及...
极端波浪下跨海桥梁桥墩受力特性试验与数值研究————作者：何威;辜伟芳;孙亮;赵西增;陶钢;赵鑫;李宗宇;汪玉平;
摘要：极端波浪对跨海桥梁墩柱的冲击能引起巨大的波浪荷载，对桥梁结构的稳定性构成严重威胁。以台州湾头门岛某跨海桥梁主桥墩为研究对象，运用水槽试验研究了不同重现期波浪及波流耦合条件下桥墩整体结构的受力特性，并利用开源平台OpenFOAM结合RANS方程和k-ω SST湍流模型构建了极端波浪作用下桥墩受力的三维数值模型，重点分析波浪冲击下桥墩各组成部分的波浪力历时特性，越浪形态和砰击压强分布，进一步解析桥墩的...
单筒吸力桩基础H-M不排水承载力包络线研究————作者：董小钰;张念涛;封晓伟;赵乾;
摘要：单筒吸力桩基础常用作海底基础设施的支撑结构，其岩土分析与设计广泛应用承载力破坏包络线法进行控制载荷工况的快速、高效评估。以往研究中的单筒吸力桩水平-弯矩（H-M）承载力破坏包络线方程大多基于经验拟合方式获得，适用范围局限。椭圆方程通常用于描述单筒吸力桩H-M承载力包络线，其控制参数包括椭圆长半轴长度、长轴转角以及短半轴长度。利用有限元分析方法，揭示了单筒吸力桩在H-M复合加载条件下周围土体的破坏机...
基于时域方法的漂浮光伏平台连接方式对比与优化————作者：郑灿;范永春;范少涛;王洪庆;任灏;
摘要：针对海上漂浮式光伏（Floating Photovoltaic，简称FPV）平台在波浪环境下的结构响应及连接方式影响问题，基于时域数值方法对平台在规则波中的水动力载荷进行分析模拟，并以梁单元模型捕捉杆件及连接单元的力学响应，对三种连接方式（缆绳+防撞橡胶、支撑弹簧、刚性连接）进行了系统的比较研究。首先，采用莫里森公式对平台波浪载荷进行计算；随后，通过瞬态方法分析了不同浪向下的各连接方式的载荷以及杆...
扑翼式波浪能装置与漂浮式风机耦合效应研究————作者：李斌;胡广川;卢舒宁;朱晓贺;陈金龙;杨阳;
摘要：浮式风-浪联合发电系统是降低深远海风能利用成本的新型装备，为研究两者间的耦合效应，基于OpenFAST与AQWA软件建立一种扑翼式波能装置与22 MW半潜式漂浮式风机组成的风-浪联合发电系统全耦合仿真模型。研究发现，波浪能装置可显著降低漂浮式风机平台的运动响应，最高可降低7.64%的运动响应和16.18%的系泊张力。在风机停止工作时的极端海况下，波浪能装置依旧能够独立发电，其平均功率可达2.293...
基于SLA的海底管道贯入阻力影响因素分析————作者：杜尊峰;郭骁;朱海明;温家朋;
摘要：由于管道自重和铺设过程中的动态安装效应，管道安装完成后会产生一定的初始沉陷。准确评估初始沉陷的前提是对管道垂直贯入过程有深入的理解。通过连续极限分析（SLA）方法模拟管道垂直贯入海床土体过程。该方法可获取塑性变形区域位移场以更新几何模型，并迭代开展极限分析至指定位移。基于SLA方法研究管土界面粗糙度、土体强度、土体重度等参数对管道贯入阻力的影响，最终得到各种参数与管道贯入阻力的关系曲线，并总结了阻...
基于SPH方法的开孔潜堤岸滩促淤效果数值研究————作者：邓斌;邓先超;官志鑫;张爱平;邓宝利;蒋昌波;
摘要：基于无网格光滑粒子流体动力学（SPH）方法，建立波浪-建筑物-岸滩相互作用的数值模型，研究开孔潜堤的岸滩泥沙输移规律，以及不同波浪条件、布置位置和开孔率对岸滩促淤效果的影响。开孔潜堤在规则波作用下，堤前底部流速激增驱动泥沙起动，经开孔区域输运后在堤后低流速区沉降，具备“促起动-控输移-稳沉降”的泥沙调控作用，可实现岸滩促淤。影响参数分析表明，堤后淤积厚度随波高与波长的增大而增加，同时潜堤离岸布置越...
天然气水合物储层岩心保压转移及测试系统研制与试验研究————作者：高巧玲;陈家旺;南立文;陆红锋;许辰璐;吕鑫;盛庆华;
摘要：针对海底天然气水合物资源勘探开发对水合物储层分析的需求，研制了压力维持与温度控制系统、岩心长行程转移装置、岩心切割装置、保压钻具对接装置及保压转移测控系统，集成了天然气水合物储层岩心保压转移及测试系统工程样机，并通过海试对其工作性能进行了验证。海试结果表明，天然气水合物储层岩心保压转移及测试系统可在35 MPa的高压下，将长3.0 m的岩心从保压钻具中转移，切割成岩心段存放到样品存储筒中，并在转移...
海上风电大直径中空夹层钢管混凝土组合单桩基础截面尺寸多目标优化————作者：何奔;胡俊;徐普;韩勃;吕娜;
摘要：海上风电单桩基础具有结构简单、承载性能优越、风机建成后占用海面积较小等优点，受到广泛应用。依托福建连江外海深远海海上风电场实际工程，提出一种上部为风机钢塔筒，泥下段为钢管桩，水中段采用中空夹层钢管混凝土组合结构的三段式新型单桩基础型式。为了获得水中段中空夹层钢管混凝土组合结构的最优截面尺寸，探究其结构性能以满足设计使用要求，采用基于遗传算法的多目标优化方法，以抗弯刚度和用钢量为双重优化目标，选取外...
基于图像处理的深海多金属结核丰度评估方法————作者：李娜;邹涛;程勇;李海军;
摘要：为了提高深海多金属结核资源评估准确率，采用多金属结核数量、覆盖率、粒径作为多金属结核资源评估的参数，提出了一种基于图像增强和识别技术的多金属结核资源丰度评估方法。首先针对深海多金属结核图像存在对比度低、偏蓝绿等问题，基于光在水体中的衰减率不同的特征，估计场景深度，对结核图像进行有效还原；其次，制作相关多金属结核图像数据集，采用YOLO12目标检测模型统计多金属结核分布信息；对由于被海底泥沙遮挡导致...
波增紊动量化及其在三维近岸流模型中的应用————作者：吴岳峰;张庆河;纪超;
摘要：在近岸海洋环境中，波浪破碎产生的涡旋向下扩散，使水体紊动增强，对水体的垂向混合乃至悬沙及温度扩散产生显著影响，为此，三维近岸流模型中需要合理体现波增紊动的作用。利用OpenFOAM数值模型，模拟近岸波浪破碎过程中的波高、水位、周期平均流速和紊动动能分布，分析了波增紊动的贡献及其空间演化规律，揭示波增紊动主要在内破波带外缘出现显著量值。基于遗传规划和最小二乘法建立了波增紊动的经验公式，并将其引入三维...
采掘坑影响下孤立波沿岸礁传播变形及爬高研究————作者：刘晨光;周婷;姚宇;向知用;
摘要：基于马绍尔群岛马朱罗环礁观测数据，通过波浪水槽物理模型试验分析了孤立波入射波要素（入射波高、礁坪水位）和采掘坑形态因素（采掘坑位置及宽度）对孤立波传播变形及岸滩爬高的影响。采用基于光滑粒子流体动力学（SPH）方法的无网格数值模型进行数值模拟，并通过与试验数据对比验证其准确性。结果表明：在礁形剖面上无量纲孤立波波高随着入射波增大而减小，随着礁坪水深增大而增大。采掘坑对孤立波的影响主要是由于坑壁处波浪...
循环荷载下吸力锚与海洋水合物层相互作用数值模拟————作者：李望晨;管龙飞;杨建宇;邓学晶;
摘要：吸力锚在循环荷载作用下会引起海洋水合物储层中孔隙压力波动，进而诱发水合物解离，影响吸力锚稳定性。为了厘清水合物解离影响吸力锚稳定性的作用形式，基于水合物解离动力学理论和多孔介质传热方程对吸力锚受循环荷载作用下引发水合物解离的机理进行数值模拟分析，采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件建立了热-流-固耦合模型，模拟了吸力锚受循环荷载作用下引发水合物解离的作用机理。研究发现，吸力锚...
基于方箱结构的多开口型浮式防波堤水动力性能研究————作者：李金澄;程勇;嵇春艳;严明宇;卢莉莉;
摘要：在海洋开发与港口建设需求不断增长的背景下，针对浮式防波堤的构型创新与性能研究尤为必要。基于方箱结构，设计3种多开口型浮式防波堤，系统探究波浪周期、开口形状等因素对浮式防波堤水动力性能和消波效果的影响规律。研究结果表明，不同构型浮式防波堤RAO基本不受浪向影响，垂荡RAO在固有周期处产生共振，横摇RAO出现双峰现象。相比不开口构型，多开口构型的附加质量、辐射阻尼的波动现象会向低频方向偏移。同时，多开...
配备双U型流道冲击式透平的振荡水柱波浪能装置的多级能量转换特性————作者：王辰;张永良;徐浩淳;
摘要：提出在振荡水柱（oscillating water column，简称OWC）波浪能转换装置中引入双空气透平结构的概念，在由圆筒形OWC装置与带导浪墙的直立防波堤耦合形成的一体化系统中，通过配置两台U型流道结构的冲击式空气透平，数值研究了一体化系统从波浪能至电能的多过程能量转换的特性，并在空气透平处于自由启动和强制启动的两种工作模式下，与采用单空气透平的一体化系统的能量转换特性进行了对比。研究结果...
海上浮筒型漂浮式渔光互补系统的水动力响应数值模拟研究————作者：崔森琦;王志瑜;毕春伟;
摘要：构建海上新能源逐渐成为我国实现“双碳目标”的重要手段，而海上漂浮式光伏作为海上新能源的重要组成部分，应用场景与传统水产养殖形成空间资源竞争，引发用海矛盾。研究提出了一个创新的浮筒型漂浮式渔光互补系统，将漂浮式光伏与网箱养殖融合，实现水面生产清洁能源，水下实现水产养殖的新模式。通过水动力计算软件OrcaFlex分析了渔光互补系统在不同环境条件下的水动力响应，并通过前人的模型试验验证了数值模拟方法的准...
基于珊瑚微粉的低碳全珊瑚海水混凝土制备及力学性能————作者：马嘉阳;韩宇栋;周莹;李益鹏;黄浩;陶韬;朱力林;
摘要：为探明珊瑚微粉（CP）作为胶凝材料的可行性，开展低碳全珊瑚海水混凝土（LCCASC）的制备及力学性能研究，探明不同CP掺量和细度对珊瑚砂浆强度的影响，提出不同强度等级LCCASC的配合比设计方法，为全珊瑚海水混凝土（CASC）实现低碳化制备、力学性能提升提供理论支撑。结果表明：随着CP掺量的增大以及CP细度的减小，珊瑚砂浆的强度先增大后减小，最佳掺量为10%，最佳细度为D50...
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