考虑内流作用的缓波形立管非线性静动力分析

考虑内流的作用,研究缓波形立管在海洋环境荷载作用下的非线性静动力力学性能。采用细长柔性杆理论,建立缓波形立管运动方程,利用有限元法进行离散,运用Newton-Raphson法和Newmark-β法分别对立管进行静动力分析,编制缓波形立管计算分析程序LWRNM,研究缓波形立管在海流、内流、浮体漂移与运动作用下的结构响应。结果表明:随着海流从x负向变成x正向和流速的增大,缓波形立管线形变缓,有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;随着内流流速的增加,缓波形立管的固有频率下降;随着顶部浮体从近端向远端漂移,缓波形立管的有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;纵荡和垂荡作用下,缓波形立管的顶部有效张力变化周期与浮体激励周期相同,横荡作用下,顶部有效张力变化周期为浮体激励周期的二分之一,垂荡作用下,缓波形立管顶部有效张力变化幅值最大,纵荡作用下次之,横荡作用下最小。     

内孤立波对不同水深竖直圆柱体水平作用力分析

采用理论研究和试验研究相结合的方法,对两层流体中内孤立波对不同水深竖直圆柱体水平作用力进行了分析。采用重力塌陷法进行内孤立波造波试验,通过PIV(Particle Image Velocimetry)技术获取内孤立波波剖面的时间序列,利用测力系统对竖直圆柱体在内孤立波作用下的受力进行测量。通过内孤立波波剖面试验分析,选取合适的内孤立波理论并对竖直圆柱体所受内孤立波作用力进行计算,将计算结果与试验结果进行汇总分析。结果表明:上层流体中圆柱体所受内孤立波最大水平作用力明显大于下层流体中各段圆柱体,且方向相反;随着内孤立波振幅的增大,各段圆柱体所受内孤立波最大水平作用力也相应地增大;密度跃层处圆柱体所受水平作用力具有相较于其他位置处更为复杂的变化趋势;选用合适的内孤立波理论进行计算能够较好的模拟竖直圆柱体的实际水平受力。     

Numerical Prediction of Vortex Induced Vibrations on Top Tensioned Riser in Consideration of Internal Flow

In consideration of the effect of the internal flowing fluid and the external marine environmental condition on the vortex-induced vibration （VIV） of top tensioned riser （Till）, the differential equation is derived based on work-energy principles and the riser near wake dynamics is modeled by Facchinetti＇ s wake oscillator model. Then Galerkin＇ s finite element approximation is implemented to derive the nonlinear matrix equation of the coupled equations and file corresponding numerical programs are compiled which solve the coupled equations directly in the time domain. The comparison of the predicted results with the recent experimental results and the prediction of SHEAR7 is performed. The results show the validity of the proposed method on the prediction of VIV of deep water risers. The effect of internal flow on the dynamic characteristics and dynmnic response of the riser is analyzed and several valuable conelusions are drawn.     

Experimental Study on Ocean Internal Wave Force on Vertical Cylinders in Different Depths

A series of experimental studies about the force of internal solitary wave and internal periodic wave on vertical cylinders have been carried out in a two-dimensional layered internal wave flume. The internal solitary waves are produced by means of gravitational collapse at the layer thickness ratio of 0.2, and the internal periodic waves are produced with rocker-flap wave maker at the layer thickness ratio of 0.93. The wave parameters are obtained through dyeing photography. The vertical cylinders of the same size are arranged in different depths. The horizontal force on each cylinder is measured and the vertical distribution rules are researched. The internal wave heights are changed to study the impact of wave heights on the force. The results show that the horizontal force of concave type internal solitary wave on vertical cylinder in the upper-layer fluid has the same direction as the wave propagating, while it has an opposite direction in the lower-layer. The horizontal force is not evenly distributed in the lower fluid. And the force at different depths increases along with wave height. Internal solitary wave can produce an impact load on the entire pile. The horizontal force of internal periodic waves on the vertical cylinders is periodically changed at the frequency of waves. The direction of the force is opposite in the upper and lower layers, and the value is close. In the upper layer except the depth close to the interface, the force is evenly distributed; but it tends to decrease with the deeper depth in the lower layer. A periodic shear load can be produced on the entire pile by internal periodic waves, and it may cause fatigue damage to structures.     

内孤立波波致流场数值模拟研究

基于KdV、mKdV理论,利用Fluent计算软件,采用"平板拍击"造波方法,进行内孤立波数值模拟,并与物理实验结果进行对比验证。利用数值模拟结果,分析内孤立波波致流场变化,结果表明:上下层流体中波致水平流速方向相反,均呈现先增加后减小的变化趋势,且波谷经过时刻流速最大;在波谷经过断面处,波致水平流速在上层流体中沿垂向分布无明显变化,在波面以下的下层流体中有衰减趋势,但衰减很小;两层流体界面与波谷之间存在过渡水深范围,水平流速在该水深范围内沿垂向衰减明显,且随内孤立波振幅的增大,过渡水深范围有所增大。     

1961—2018年四川盆地极端伏旱日数准2a周期变化特征及其可能成因

利用1961—2018年四川盆地103站的气象干旱综合指数,采用多锥度奇异值分解、经验正交函数分解等方法,分析四川盆地极端伏旱日数准2 a周期的时空变化特征及其可能的形成原因。结果表明:近58 a来,四川盆地极端伏旱日数的主模态为全区一致变化型,且有明显的年际和年代际变化特征,2.3~2.5 a的年际振荡周期最为显著。准2 a周期的典型循环表现出四川盆地极端伏旱日数多寡交替的循环振荡,大值中心出现在盆地中部,与主模态空间型基本一致,但准2 a周期信号并非一直存在,20世纪60年代末到80年代初信号最强。准2 a周期典型循环的第一年,西太平洋副热带高压脊线和副热带西风急流轴线位置均偏北,四川盆地处于日本南部到中国华南西部水汽异常输送带的西部,并出现异常辐散,不利于降水产生,导致四川盆地极端伏旱日数偏多;第二年的大气环流异常情况与第一年相反,极端伏旱日数偏少。     

我国实物地质资料服务现状及对策研究 ——以自然资源实物地质资料中心为例

实物地质资料是国家重要的基础性、战略性信息资源,是地质工作服务社会的重要载体。随着我国经济社会的不断发展,诸多领域亟需地质工作提供多元化、全方位的实物地质资料信息服务。本文梳理了我国实物地质资料管理服务政策体系,以自然资源实物地质资料中心2015~2019年实物地质资料服务数据统计和进展情况为基础,总结分析得出自然资源实物地质资料中心在到馆服务、网络服务、专题服务、科普服务等方面取得的主要进展,提出了进一步加强实物地质资料社会化服务的对策建议,为今后实物地质资料服务高质量发展提供参考和借鉴。     

海底输液管道内流、轴向力和压强对允许悬空长度的影响

以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程。由于内流流速项的影响,使得导出的管道振动微分方程不能用振型分解法直接求解,故本文将解表示为具有正弦和余弦的对称和反对称的各个空间振型的总和,从而求出悬跨段管道固有频率。为防止管道发生横向涡激振动,用约化速度作为控制条件,求解出管道允许悬空长度。结果表明,管道允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小,随着轴向拉力的加大而增大。     

饥饿对大西洋浪蛤耗氧率和排氨率的影响

采用室内实验生态学方法研究了饥饿对大西洋浪蛤(Spisula solidissima)耗氧率和排氨率的影响.试验浪蛤软体部干质量为0.049g±0.003 g,实验饥饿的时间分别为1,3,5,7,10,13,20,27 d.结果表明:(1)饥饿对浪蛤的耗氧率影响极显著(P＜0.01).浪蛤在饥饿1～7 d时其耗氧率随着时间的延长而增大;饥饿7 d以后,其耗氧率随饥饿时间的延长而下降.(2)饥饿对浪蛤的排氨率影响极显著(P＜0.01).浪蛤在饥饿1～5 d时其耗氧率随时间的延长而增大;在饥饿5 d以后,其排氨率随饥饿时间的延长而下降.(3)在实验期内浪蛤的O/N(O为呼吸氧原子数,N为排出氨态氮原子教)值为17.05～34.18,平均值为21.1.     

门架式水力插板桩的整体抗倾覆稳定性计算

研究门架式水力插板桩的抗倾覆稳定性,以确定其入土深度和工程安全以及工程造价。通过对目前较常用双排桩的稳定性计算分析,提出了1种新的桩土整体抗倾覆稳定计算模型,即将双排桩和桩间土视为1个整体,考虑双排桩桩间土的剪切破坏面随双排桩入土深度的变化,给出了门架式水力插板桩抗倾覆稳定性计算方法。并通过1个实例计算,验证了本文计算方法的可行性和一些有意义的结论。