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《海洋工程》2007年第四期文摘
日期:2007-12-27点击数:字号:【
《海洋工程》2007年第四期文摘
 
6 000AUV深海试验研究
李  硕1,2,燕奎臣1,,李一平1,2,刘  健1,
(中国科学院沈阳自动化研究所 机器人学重点实验室,辽宁,沈阳110016;2.中国科学院研究生院,北京 100049
摘 要:简要介绍6 000米AUV的总体结构和主要功能,重点研究AUV深海试验中的无动力下潜试验和载体浮力测量试验,提出三种深海浮力测量方法。根据试验数据,通过调整载体配重,在控制特性不变的情况下,使AUV在水下航行达到能量最优。此方法是一种理论和工程实际相结合的方法,对于其它类型深水AUV试验具有指导意义。
关键词:AUV;深海试验;下潜试验;配平试验
 
 
孤立波与直墙式多孔介质结构相互作用数值分析
宋  帅, 尤云祥,魏 岗
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200030)
摘 要:以连续性方程和雷诺平均方程为控制方程,用k-ε模型封闭议程组,采用VOF方法追踪自由面,建立了具有造波和消波功能的二维孤立波数值水槽。并基于改进的Darcy多孔介质模型研究了二维孤立波与直墙式多孔介质结构的相互作用问题。数值分析了孤立波与直墙式多孔 结构相互作用引起的流场和波形变化特性,并与文献中的实验结果进行了比较,数值结果与实验结果吻合良好。
关键词:雷诺平均方程;孤立波;多孔介质;速度场
 
 
波浪作用下潜标拖缆动力学分析
朱  刚, 杜月中
(华中科技大学 交通科学与工程学院,湖北 武汉 430074
摘 要:对三维潜标拖缆在规则波作用下的动力响应进行了研究,首先基于集中质量法给出了缆绳在规则波作用下的控制方程,然后提出了两种不同类型的自由端边界条件:质点型和艇型自由端边界条件,前者把拖体视为作三个自由度线运动的质点,而后者把拖体视为作六自由度运 动的艇体,最后用有限差分法进行了数值研究。数值计算结果表明潜标拖缆在规则波的作用下,不仅作近似的简谐振动,还会在横向、垂向产生一个偏移量,该偏移量的大小随浪向角的变化而变化,另外受遭遇频率的影响,振动的幅值也随浪向角的变化而呈现不同的特征。
关键词:弹性拖缆;性状;波浪干扰;规则波。
 
 
考虑海床变形的裸露悬跨海底管道静力分析
邢静忠1, 柳春图2
(天津工业大学 机械电子学院,天津 300160,2.中国科学院力学研究所,北京时 100080
摘 要:针对裸露悬跨海底管道,考虑线弹性海床刚度,利用梁的小挠度理论,研究管道在自重作用下的变形和内力,推导给出了未脱离海床的管道段和悬跨管道段的变形和内力公式。 在跨度较大的悬跨情况下,悬跨管道段较大的向下弯曲变形可能引起海床上管道脱离海床而翘起。建立管道翘起的判定准则,对于翘起情况推导相应的计算公式,通过算例给出 翘起情况下管道的变形和内力。通过计算分析发现:工程上多数悬跨是翘起情况,没有翘起 的计算公式只适应于跨度较小的悬跨管道。同时翘起情况下不同海床刚度对悬跨管道无量纲内力影响不大。
关键词:海底管道;弹性地基;裸露悬跨;小挠度理论;海床变形
 
推进波作用下海底管线周围局部冲刷试验研究
潘冬子1,2,王立忠2,潘存鸿1,胡金春1
(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020;2.浙江大学 建筑工程学院,浙江 杭州 31007
摘 要:考虑行波作用下的海底管线的局部冲刷问题。采用波浪水槽模型试验的方法,研究波浪荷载引起的管线周围局部冲刷机理和冲刷形态,探讨行波作用下管线周围局部冲刷的演化规律,包括冲刷起动、水土界面沙波的形成以及平衡冲刷深度与KC数(keulegancarpenter number)和相对埋置深度的关系。
关键词:海洋工程;局部冲刷;管线;波浪;模型试验
 
伶仃洋出海航道浮泥形成机制与分布特征
莫思平1, 季荣耀1,辛文杰1,杨明远2,陆永军1
(南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京210029;2.广东省航道局,广东 广州 510115
摘 要:伶仃洋出海航道前后5次大规模的浮泥观测表明,航道中曾普遍发现浮泥层,但近期分布范围有所缩小;浮泥层厚一般在0.1~0.6 m之间,层厚较大的分布区主要集中在航道北 段深槽区。根据浮泥分布的多年变化与洪、枯季变化分析,浮泥主要分布在航道深槽内且洪季浮泥层厚度与范围明显比枯季大,表明水动力条件相对较弱和较为丰富的细颗粒泥沙来源是浮泥形成的重要条件;浮泥层由于具有易流动性和可塑性,其形成位置、厚度与长度受潮 汐作用影响明显而具有周期性变化。
关键词:浮泥;形成机制;分布特征;出海航道;伶仃洋
 
季节性波浪动力作用下南湾弧形岸滩泥沙横向输运特征
戴志军1,2,陈建勇1,李春初2,王世俊2,路海亭1
1.华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;2.中山大学 河口海岸研究所,广东 广州 510275)
摘 要:响应季节性波候作用的泥沙输运特征是研究弧形海滩地貌变化及港工建筑的重要内容。基于南湾弧形海滩实际测量的冬、夏各11条剖面高程变化资料,将其划分为低潮间带、低中潮带、中潮带、高潮间带、低冲流带、中冲流带及其海滩后滨等7带,在此基础上利用 经验正交函数(EOF)方法对各个带的体积变化进行分析,结果表明:1)南湾弧形海滩的泥沙以单向输运为主,并具有季节性变化特征,其中冬季泥沙在东南浪作用下,自陆向海输 运,夏季泥沙在西南浪作用下自海向陆输运;2)南湾弧形海滩的泥沙分别在高潮带与中潮带、低冲流带与中冲流带之间存在频繁的双向输运;3)南湾弧形海滩不同岸段泥沙的 横向输运因岬角的遮蔽能力、地形以及波浪作用的方向而有所差异。
关键词:弧形海滩;横向泥沙输运;EOF分析;南湾海滩 
 
磨刀门河口近期水文动力变化及人类活动对其影响研究
贾良文,吴超羽
(中山大学 近岸海洋研究中心,广东 广州 510275)
摘 要:分析磨刀门河口近几十年来水文动力的变化并重点研究围垦和挖沙这二类人类活动对水文动力变化的影响。磨刀门河口近期水文动力的变化主要表现在:水位升高,主干分 流比加大,断面平均流速增大;潮汐动力20世纪60、70年代至90年代初明显减弱,潮差减小,主要分潮振幅变小;20世纪90年代初至21世纪初,潮汐动力增强,潮差 增大,主要分潮振幅变大,涨潮量增大。围垦加速了水位的抬升,改变了河口的径流和涨潮量分流比,使河口的断面平均流速增大,减弱了河口的潮汐动力。挖沙使河口潮汐动力增强 ,降低了水位上升的速度。
关键词:磨刀门河口;人类活动;水文动力;变化
 
淹没海滩护底混凝土联锁排稳定厚度公式研究
张  玮1,吴苏舒1,蒲高军2
(河海大学 海洋学院,江苏 南京 210098;2.胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司, 山东 东营 257026
摘 要:在介绍荷兰公式、水利部规范公式及半理论半经验公式的基础上,研究各公式的工作状态和失稳机理,同时对半理论半经验公式进行了合理简化。研究结果表明,三个公式的工作状态并不相同,对于常年淹没且处于破波水深范围内的海滩护底一类工程,半理论半经验公式较为合适;对于非淹没的斜坡护坡,荷兰或水利部公式较为适用。研究同时表明,当模数k位于0.88至1.00范围时,半理论半经验公式中理论系数β可以取最大值0.2 98,由此得到波浪作用下海滩护底工程混凝土联锁排稳定厚度的简化计算公式,与原公式相比,计算 结果相近而且偏于安全。
关键词:混凝土联锁排;波浪;长江口深水航道;海滩护底
 
河口海岸测流仪器比测研究
刘  红,何  青,虞志英,王元叶
(华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;)
摘 要:通过对直读式海流计、ENDECO海流计和ADP测流结果的对比分析表明,ENDECO所测流速比直读式海流计偏小约4.2%,流向偏小2.4%;ADP测得的流速比直读式海流计偏大6 .1%,流向偏大3.6%,但ADP测量数据更稳定;由三种仪器测得的涨落潮平均流速相对偏差均在10%左右。三种仪器的观测数据可比性强,同时使用时完全能够相互对比分析。流速小于30 cm/s时,由于仪器的摩擦阻力作用,直读式海流计精度变低;流速大于30 cm/s时,三种仪器测得的结果相差较小。与直读式海流计和ADP相比,ENDECO海流计对流向变化较敏感。
关键词:河口海岸;直读式海流计;ENDECO;ADP
单波束测深技术在海底管道检测中应用
来向华1,2,潘国富,2,傅晓明,2,苟诤慷2,陈云敏1
(浙江大学 岩土工程研究所,浙江 杭州 310027;2.国家海洋局第二海洋研究所 工程海洋学研究中心 浙江 杭州 310012)
摘 要:为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用了单波束测深技术。对探测过程中海底管道的声波反射特征和解释方法进行了研究,研究结果表明,浅水时反射曲线更能反映管道的真实形态;深水时无论是绕射曲线还是反射曲线均与管道的真实形态有较大差异。波束角会严重影响单波束对海底管道的探测能力。通过对测量记录的分析,可对海底管道的位置、埋设深度和是否发生悬空等状况进行判断。
关键词:单波束测深系统;海底管道;波束角
 
基于Downhole工艺的海底静力触探及其设备研制
陈  奇1,2,石要红2,3,潘  毅,2,补家武1
(中国地质大学(武汉)机电学院,武汉 430074;2.国土资源部广州海洋地质调查局,广东 广州 510075;3.中国海洋大学 海洋地球科学学院,山东 青岛 266003)
摘 要:论述基于Downhole CPT的海底静力触探工艺和实施方案,并在此基础上研制了适用于水深10~100m,触探最大深度120m的海底静力触探设备。对设备中的管内锥探总成、海底机座以 及推进速度控制策略等核心问题进行了探讨。码头与海底试验中,触探数据结果与钻探取样基本符合,验证了工艺方案与触探设备达到了预期的工艺要求。
关键词:海底;静力触探;工艺;设备;孔底
 
均匀流中直立圆柱体绕流三维数值模拟
尹德操,尤云祥,魏  岗
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院, 上 海 200030)
摘 要:研究直立贯底圆柱体的三维粘性绕流问题。以不可压缩Navier Stokes方程为控制方程,采用有限体积法和SIMPLE算法,建立了数值模拟方法。考察在不同水平和垂直断面上,圆柱体绕流产生的尾涡和流动速度场的分布特性,成功地数值模拟了直立贯底圆柱体绕流场的三维特性。结果表明,在考虑重力影响的情况下,直立圆柱体周围的流动具有明显的三维特性,而且沿圆柱体轴向不同断面上的尾涡分布是不相同的。
关键词:圆柱绕流;粘性流;三维旋涡;速度矢量
 
X波段导航雷达浪高实时测量研究
王福友,袁赣南,卢志忠,郝燕玲
(哈尔滨工程大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150001;)
摘 要:针对舰船对浪高实时测量的需要,提出了基于X波段导航雷达浪高实时测量的方案。介绍X波段导航雷达浪高测量原理,建立基于X波段导航雷达浪高实时测量的数学模型。通过某海域实测采集的雷达图像,经过数学模型反演得出浪高实时数据,并与采用浮标传感器实时测量的浪高数据进行对比,发现X波段导航雷达与浮标传感器测得的浪高数据有近一致的线性关系,标准差也较小。从一定程度上为舰船浪高测量提供一种可行性方法。
关键词:浪高实时测量;X波段导航雷达;反演;浮标传感器
 
 
海洋管道浮拖过程力学分析
艾志久1,刘  锋1,赵  欣2,李旭志2,刘春全1,马海峰1
1.西南石油大学 机电工程学院,四川 成都 610500;2.中油辽河工程公司,辽宁 盘锦 124010)
摘 要:管道施工质量直接关系到海底管道能否长久地安全运行,施工期间各种环境载荷对管道施工质量影响较大,因此,对海洋管道进行应力计算和分析是确保管道施工质量的不可 缺少的重要手段。从海洋管道漂浮拖运过程中的受力极限情况入手,应用五弯矩方程,建立管道在拖运过程中的力学分析模型,并开发相应的计算程序,经实例验证,计算结果满足实 际应用要求。
关键词:海洋管道;浮拖;五弯矩方程;力学模型
 
 
AUV长基线系统海上应用中若干问题分析
冀大雄1,2,陈孝桢,3,李一平1,2,刘 健1,,封锡盛1
1.中国科学院 沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016;2.中国科学院 研究生院,北京100049;3.南京大学 电子科学与工程系,江苏 南京 210093)
摘 要:对“CR02”6 000 m自治水下机器人长基线声学定位系统海上试验中的若干问题从理论上进行分析和计算,并提出了解决方案。海上试验证明了方法的有效性和可靠性,为进一步的试验及应用积累工程经验。
关键词:自治水下机器人;长基线;海上试验
 
 
悬浮泥沙浓度遥感反演模式研究
陶  菲1,2,张 鹰1,王晶晶3,张  芸1
(1.江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏 南京 210097;2.南通大学地理科学学院,江苏,南通 226007;3.南京大学 国际地球系统科学研究所,江苏 南京 210093)
摘 要:利用野外采集的悬沙样品配置不同粒径和浓度等级的悬沙水样,进行实验室光谱测量,分析悬沙水样的光谱特征及其反射率与粒径之间的关系。根据实验结果选取泥沙浓度和粒径的敏感波段,建立了敏感波段模型和主成分模型。结果表明,主成分分析法能大量获取 多通道悬沙水体光谱反射率信息,模型的反演能力优于敏感波段模型。
关键词:遥感;光谱反射率;悬浮泥沙浓度;遥感反演模式
 
 
泉州围头港9914号台风破坏及修复
胡建忠
(福建省交通规划办公室,福州 350001)
摘 要:泉州围头港对台贸易万吨级码头的引堤及码头遭到9914号的台风的正面袭击,局部堤段受损较为严重。根据现场调查、台风浪分析计算等综合手段探讨破坏原因,在此基础上提出实际的修复工程方案。2001年完成至今,经历了多次台风的考验,引堤及码头完好无损,其破坏性台风浪的作用特点,围头港的损坏原因以及结构稳定的修复断面形式等对我国沿海的类似工程有一定的借鉴用。
关键词:台风浪;斜坡堤;稳定性;围头港
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人工渔礁工程中几个技术问题探讨
李冠成
(荆楚理工学院 电子信息工程学院,荆门 448000)
摘 要:论述了人工渔礁工程在增殖渔业资源和改善海洋生态环境方面的作用;阐述人工渔礁工程增殖渔业资源和改善海洋生态环境的机理;总结、归纳目前人工渔礁工程上的一些较成熟的技术和作法;展望未来人工渔礁工程的发展前景。
关键词:人工渔礁工程;海洋生态环境;增殖渔业资源
 
随机激励下非线性海洋结构物响应分析方法研究进展
王迎光,谭家华
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200030
摘 要:对在随机载荷作用下非线性海洋结构物的运动响应分析的各种方法进行了述,对有些方法的基本原理做了阐述,并指出一些最新的研究进展和今后进一步研究的方向。
关键词:海洋结构物;随机激励;统计线性化法;蒙特卡罗仿真法;数值路径积分法
 
深潜救生艇现状及发展趋势
付本国1,2,孟庆鑫1,刘汉明2
1.哈尔滨工程大学 海洋智能机械研究所,黑龙江 哈尔滨 150001;2.海军潜艇学院 防险救生系,山东 青岛 266071)
摘 要:综述国内外深潜救生艇的发展现状,分析深潜救生艇援救失事潜艇的方法及其优缺点,得出结论:母潜艇驮载深潜救生艇水下援潜救生模式是最佳选择。在对比分析国际上先进深潜救生艇的基础上,预测了深潜救生艇的发展趋势,认为瑞典的S-SRV型深潜救生艇和北约的LR7是成功的典范,代表着未来发展向。
关键词:深潜救生艇;救生;潜艇
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