海洋工程最新期刊目录
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...
盐沼植被对海堤防护增效的量化研究————作者：吴毅;武国相;张红;王柯萌;梁丙臣;
摘要：盐沼湿地作为天然的海岸防御屏障，能有效衰减波能、降低极端海洋动力引发的灾害风险。以湿地-海堤组合为代表的“基于自然的解决方案”已逐渐成为海岸防护新途径。研究针对堤前发育有湿地植被的海堤，基于不同重现期下的极端波浪-水位组合条件，模拟不同位置、不同宽度植被带对波浪的衰减过程，并采用同等防护标准下的海堤设计顶高程折减值，对盐沼植被的防护增效进行量化。结果表明：堤前盐沼植被可显著削减堤脚处的有效波高，降...
纵骨影响下基于图论的剖面剪流数值计算方法研究————作者：韩涛;汤雅敏;吴嘉蒙;蔡诗剑;
摘要：剖面剪流的计算是船体结构强度评估中校核剖面剪切强度必不可少的内容，传统计算剪流的方法主要有路径积分方法和图论方法。但不管哪种方法，针对纵骨对剖面剪流计算的影响，都需要较为完整的纵骨剖面形状信息，这就使得对于部分骨材单元类型，如有限元中的bar以及rod等单元类型，传统方法并不适用。因此，本文提出一种计算纵骨对剪流影响的简化方法，并将其纳入剖面剪流的图论计算流程中。结果显示，新方法和传统的计算方法相...
极端波浪下柱式浮标运动响应的数值模拟研究————作者：汪世文;温柔;赵西增;赵新宇;罗润鑫;侯亚东;潘昀;钱峰;
摘要：随着全球极端天气事件频发，极端海况下浮标的安全运行面临严峻挑战。基于黏性流体力学理论，建立了极端波浪与柱式浮标相互作用的三维数值波浪水槽模型。利用物理模型试验结果验证数值模型的有效性，基于能量聚焦理论生成极端波浪，关注不同聚焦波幅下浮标的垂荡、纵荡和纵摇运动响应，分析聚焦位置对浮标运动的影响，并对比聚焦波与规则波作用下柱式浮标运动响应的差异。结果表明，随着聚焦波幅的增大，浮标的垂荡、纵荡、纵摇运动...
不同布置形式的浮式风电场动力响应与发电性能对比研究————作者：李昊;刘利琴;邓万如;郭世博;刘旭平;
摘要：近年来海上浮式风电发展迅速，随着一定海域内风机台数的增加，如何合理地安排、布置这些风机，以实现整个海上风电场总功率的最大化是亟待解决的问题。结合风场解析尾流模型与浮式风机单机一体化耦合模型，提出了浮式风电场风机动力响应及风电场发电性能分析的耦合计算方法，基于该方法编写了时域仿真程序。以正方形、圆形、三角形与直线形四种风电场布置形式为例，对比研究了不同风电场布置时浮式风机的动力响应特性及风电场发电性...
基于间接时域法的船舶在波浪中运动计算研究————作者：王慧;林兆伟;杨路春;王世鹏;朱仁传;
摘要：针对中高速排水型船舶，基于三维移动脉动源格林函数，结合脉冲响应函数法求解时域绕射力和辐射力。同时基于弱非线性假设，考虑非线性入射波浪力、回复力与横摇阻尼的影响，基于间接时域法建立了中高速排水型船舶六自由度的弱非线性运动模型，通过傅里叶分析得到船舶在规则波中的运动响应。此外，同时提出了网格重构法、干湿网格法与波面截切法三种瞬时船体湿表面网格更新方法。采用开发的数值计算程序对Wigley I和S175...
基于HPC-VOF方法的质量源造波研究————作者：吴铖毓;李超凡;朱仁传;
摘要：近年来，数值波浪水池已成为波浪模拟及波浪与结构物相互作用研究的重要手段。采用调和多项式单元法（HPC）高精度求解Laplace方程，引入体积分数法（VOF）实现自由面的稳定模拟与精确追踪，构建了全非线性HPC-VOF波浪水池。论文基于HPC理论框架采用域分解方法开发了各种非线性波浪的质量源造波技术，对深水五阶Stokes波模拟进行了网格和时间步收敛性研究。HPC-VOF波浪水池中不同参数的五阶St...
植物型生态护岸消浪数值模型构建及物理试验研究————作者：白洋;段明涛;柳叶;秦梦春;李绍武;赵帅;
摘要：植物型生态护岸作为一种新兴的海岸防护方式，不仅有护岸的功能，同时也能促进海岸带生态修复。但是，如何构建植物型生态护岸并对其消浪效果进行定量评估，仍是一个有待解决的问题。以此为研究目标，采用数值模型模拟和物理模型试验两种方法。通过在Navier-Stokes方程中引入植物与流体作用项，采用标准Smagorinsky紊流模式描述植物与波浪作用的紊流效应，并改进MAC算法（Marker and Cell...
南海北部陆坡处沙波对内孤立波极性转换动力响应机制研究————作者：任伯迁;王振鲁;梁丙臣;谢波涛;吕英康;齐静静;徐兴雨;
摘要：南海北部陆坡130～310 m水深区域发育的沙波会在内孤立波的影响下发生迁移演化。基于MITgcm非静压数值模式构建了南海内孤立波数值模型，模拟了内孤立波的传播特征，发现内孤立波在南海北部陆坡区域发生了极性转换，模拟结果表明不同位置处不同极性内孤立波流速剖面的形态特征和海底流速方向存在较大差异。研究区域180 m水深处存在一个地形陡变的坡折，根据实测高精度水深数据，发现坡折以上较浅水域与坡折以下较...
振荡水柱防波堤前墙受力特性试验研究————作者：何方;宋孟夏;潘佳鹏;
摘要：本研究旨在探究振荡水柱（oscillating water column，简称OWC）防波堤前墙的受力特性。通过物理模型试验，利用狭缝开口模拟冲击式空气透平，测量前墙两侧的波浪压强和振荡水柱气室内气体压强，从而在计算前墙水平波致总力时计及波压力和气压力。研究结果表明，气室宽度比和狭缝开口率是影响波浪压强和气体压强的关键参数，其主要影响表现为：改变前墙两侧波浪压强的幅值、改变前墙两侧高波压区域的垂向...
基于改进鹦鹉优化算法的船舶推力分配策略研究————作者：刘明;娄德成;王晓飞;
摘要：动力定位系统推力分配求解是一种高度复杂的非线性优化问题，其目标函数和约束条件具有多目标、多约束及非凸特性。传统的推力分配算法在处理该类问题时存在精度低及易陷入局部极值点等问题，而群智能优化算法虽然能够较容易解决这些问题，但存在收敛速度慢、寻优结果稳定性差和不可靠问题。针对上述问题，提出一种多策略融合的鹦鹉优化算法（MSPO），该算法通过分段法和改进混沌法相结合初始化种群，不仅增强初始种群的多样性，...
聚焦波作用下倒圆角方形立柱波浪爬升试验研究————作者：单萌;肖龙飞;寇雨丰;吴文成;李可路;
摘要：为深入理解极端波浪与倒圆角方形立柱相互作用的机理，基于物理模型试验，研究了聚焦波作用下倒圆角方形立柱的波浪爬升现象。通过控制聚焦波的波陡、周期、浪向和聚焦位置，深入分析了聚焦波参数对波浪爬升高度和倍数的影响。结果显示，在一定条件下波陡和周期的增加会显著增强波浪与立柱的相互作用，增大立柱表面的波浪爬升；聚焦位置的改变对波浪爬升高度有显著影响，当聚焦位置位于立柱后表面时，波浪爬升高度达到最大，当远离立...
舵翼型对船-舵系统回转性影响的数值研究————作者：朱一鸣;奚英奇;刘靖峤;陈昌哲;邹璐;
摘要：以KCS集装箱标模和NACA翼型舵组成的船-舵系统为研究对象，通过求解RANS方程，对船-舵系统的舵力试验、纯横荡试验和纯首摇试验进行数值模拟。基于计算得到的船-舵系统的水动力和力矩，通过曲线拟合确定对应的水动力导数。结合船-舵系统水动力参数、水动力导数以及回转性指数的数值计算结果，研究了不同舵翼型对船-舵系统回转性的影响。结果显示：船-舵系统水动力参数随舵剖面厚度的增大而增大；舵角较小时，水动力...
含应力松弛的柔管端部密封性能数值模拟————作者：陈鲲鹏;罗宇;张萌萌;杨奕;杜长江;付世晓;
摘要：在海洋油气开发工程项目中，运输油气物质的非黏结柔管通过两端的端部配件与其他结构相连接。端部配件针对非黏结柔管的各层有不同的固定结构，其中护套层需要与端部配件的主体结构、楔形密封环以及密封法兰相连以实现密封功能。在柔管实际工作的高温环境中，护套层材料会发生应力松弛现象，影响柔管端部密封性能。本文首先进行高分子材料的拉伸试验和应力松弛试验，辨识相关的材料参数；然后利用非线性有限元软件建立柔管端部密封系...
海床基三脚架基础局部冲刷与防护技术研究————作者：俞梅欣;王彤;李小军;喻国良;张民曦;
摘要：基础冲刷是海工结构安全的主要威胁之一，如何降低冲刷深度是当下亟待解决的关键问题。针对某工程中的海床基三脚架基础，用Flow-3D软件建立了三维水动力和冲刷仿真数值模型，并根据前人试验验证了数值模型的准确性，研究了水流作用下海床基周围的水动力特征和局部冲刷特性；基于海床基周围的近床面水动力特性，提出了一种插板式底坎的冲刷主动防护措施，并通过数值模拟对采用插板式底坎防护后的海床基局部流场和冲刷特性进行...
核电厂柔性平面拦污网水动力研究————作者：琚烈红;毛翔;赵天翼;林芳;郑彬;翟必垚;
摘要：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，其水动力大小是其设计和安全运行的重要参数。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。通过开展网绳和拦污网的水流和波流物理模型试验，测量了网绳和拦污网在水流作用下受力，分析了阻力系数，并将拦污网受力试验值和计算值进行比...
基于图像处理的横流中颗粒羽流特性试验研究————作者：李世舟;刘磊;杨建民;
摘要：颗粒-流体两相羽流常见于深海采矿和疏浚工程中的尾水排放等过程，羽流随环境流体流动和扩散，对海洋环境产生影响。针对颗粒羽流在横流中的动力学特性开展试验研究，采用匀速拖曳羽流排放源的方式模拟横流中的颗粒羽流，基于光学无接触测量和图像处理方法测试分析羽流中颗粒相的分布特征，包括中心线轨迹、浓度分布等。颗粒相浓度沿中心线轨迹可以分为动量主导的近场、动量主导的远场和浮力主导的远场三个发展阶段。研究发现，排放...
共享锚基础循环加载条件下黏性土力学响应研究————作者：李达;李书兆;张晖;孙国栋;易丛;毕乾;张友虎;
摘要：随着海上风能的开发逐步向深远海区域推进，漂浮式海上风电逐渐受到重视。然而，高昂的成本是漂浮式海上风电发展的主要障碍。在大型漂浮式风电机组阵列中，采用共享锚点可有效降低海上风电基础的制造和安装成本。复杂的环境荷载以及锚链之间的相位差导致施加在共享锚上的净系泊荷载的方向在一定角度范围内变化。为探究在该特殊加载条件下共享锚基础周围土体的力学响应，本研究采用变化方向循环单剪（VDDCSS）试验装置，对高岭...
基于断裂相场法的海上风机单桩基础焊缝区裂纹扩展研究————作者：林琳;赵仕伦;屈泱泱;沈盼盼;陈念众;徐浩然;
摘要：本研究旨在探究残余应力对含初始表面裂纹的海上风机单桩基础焊缝区裂纹扩展的影响规律。基于断裂相场法将焊接残余应力耦合效应引入海上风机单桩基础焊缝区裂纹扩展分析中，建立了无需预设裂纹路径、可实现裂纹自然扩展捕捉的高精度数值模型。该模型采用指数型退化函数来描述材料损伤，通过交替迭代算法求解弹性场与相场的耦合问题。研究系统地探讨了裂纹深度、最大拉伸残余应力以及拉应力区半宽对焊缝区结构完整性和抗裂性能的影响...
水波中新型防波堤内亥姆霍兹共振的模拟研究————作者：张煜航;徐进;宁德志;
摘要：基于势流理论和时域高阶边界元方法，对水波中新型防波堤内的亥姆霍兹共振问题开展数值模拟研究。为了模拟黏性耗散，在防波堤前一定区域和气室内水面边界条件中引入人工黏性阻尼系数。开展了网格收敛性分析，并与物理模型试验结果进行对比，验证了数值模型的水动力性能，及其捕捉亥姆霍兹共振的准确性。考虑开口长度、吃水、腔体宽度和模型总长度这些模型参数对亥姆霍兹共振的影响，并将普通亥姆霍兹防波堤与离岸式亥姆霍兹型振荡水...
