相干声纳多波束与传统型多波束测深系统综合对比与实验分析

在工作原理、技术参数、采集软件和处理软件功能与操作,以及数据实测等方面对相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus和传统型多波束测深系统Seabeam 1180进行了详细对比。对比表明,两套多波束系统的工作原理完全不同;传统型多波束测深系统在探头下方数据密集,两侧的数据逐渐变稀,相干声纳多波束测深系统在探头正下方的数据比较稀疏,探头两侧的数据较密集;相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus的采集和处理软件实现了一体化,具有较直观的数据质量监控功能,传统型多波束测深系统Seabeam 1180可应用的后处理软件较多,功能更丰富;通过实测数据验证,两套多波束测深系统在数据测量精度上具有较好的一致性,不符值数列的标准偏差为3%—4%。对比为多波束测深系统的引进和选型提供了参考依据。     

高分辨率测深侧扫声纳系统测深精度评估方法

高分辨率测深侧扫声纳系统(HRBSSS)是一种用于获取海底微地形地貌的声学探测设备。在简要介绍其工作原理、主要误差源、数据处理与偏差校准方法的基础上,针对声纳自身与整个系统两方面确定了各自的测深精度评估方法。最后以DTA-6000声学深拖系统上的HRBSSS为例,对其外场实验测深数据精度进行了评估。结果表明,HRBSSS声纳的测深精度在250m×2覆盖范围内符合IHO S-44特级标准,受传感器误差和界面影响,浅水条件下系统测深精度在水平距离113m内符合IHO S-44特级标准。     

多波束测深声纳系统引进的选型

作为国内首家引进浅水多波束系统的技术人员,就多波束系统的选型问题,从系统的应用目的、设计原理、精度要求、稳定性、可靠性、抗干扰能力、工作效率、整体配置的合理性和配套性、软硬件的支持强度和功能、售后服务和性能价格比等方面进行探讨,以供国内有关单位参考。     

浅谈“浅水条带测深系统”的测试项目与方法

本文简要介绍了浅水“条带测深系统”的测试项目、地点、方法的选择。     

浮式平台横荡运动对水下柔性立管涡激振动的影响

由于深水浮式平台的运动幅度较固定式平台增大,其运动与下部立管的动力耦合变得更加明显。研究了上部平台运动对水下立管涡激振动的影响,基于有限元数值模拟,建立了与结构运动耦合的立管尾迹流场的涡激升力、流体阻力模型,进行了"平台运动-立管涡激振动"整体系统的动响应数值模拟,分析了平台横荡运动的幅值、频率等因素对水下立管涡激振动的影响。结果表明,上部平台的振动会在沿着立管展向传播的过程中被放大(称为响应放大);与不考虑平台运动相比,立管的动响应位移增大了多倍,而且振幅放大倍数随着模态阶数的降低而增大;平台横荡振幅越大,立管振动幅值也越大,但是振幅放大倍数的变化不明显。     

分离盘控制圆柱涡激振动的数值模拟研究

圆柱涡激振动问题一直以来备受关注,分离盘作为涡激振动抑制装置得到广泛研究。分离盘长度L与圆柱直径D之比L/D是影响抑制效果的主要因素。运用有限体积法结合RANS方程与一定的湍流模式离散和求解流场,通过编写自定义程序,使用动网格模拟结构物的运动带来的流域边界的变化,针对弹性支撑的圆柱及附加长度为0.5 D的分离盘模型,在约化速度Ur为2.5~13的情况下,对涡激振动及其抑制进行研究。结果表明:分离盘可以抑制甚至消除圆柱涡激振动,99%以上的振幅被抑制;锁定区始点被推后,锁定区变窄;附加分离盘的圆柱阻力和升力被抑制;其斯特鲁哈数(St)稍高于单圆柱St但差别不大。     

导管架圆管风致涡激振动对总体疲劳性能的影响

研究了在建阶段导管架圆管发生风致涡激振动对整体疲劳性能的影响。建立了圆管动力学模型,分析了圆管的动力学特性;固定系数取值0.7模拟实际工程中圆管两端的焊接约束形式,计算了圆管的振动响应;基于线性累积损伤准则和S-N曲线计算了圆管发生风致涡激振动的疲劳损伤度,并根据规范计算出圆管在位阶段的疲劳损伤度,对比总结风致涡激振动对总体疲劳性能的影响以及振动抑制措施对疲劳性能的改善。研究表明,在建阶段导管架圆管发生风致涡激振动会明显地影响圆管的疲劳特性,降低疲劳寿命,因此可以通过绑定绳索、安装防振锤等手段减少结构的疲劳损伤。     

单自由度圆柱涡激振动特性及其影响因素分析

对二维刚性圆柱涡激振动进行了系统理论和数值模拟研究,对比了不同因素下圆柱振幅、锁定区间、升阻力系数等关键参数和特征,探究了影响圆柱涡激振动特性的因素。通过线性化分析推导出了锁定区间柱体响应的频率比、振幅与流体荷载和系统物性参数之间的定性关系。为检验理论分析结果,对相关经典实验的结果进行了整理,并用RANS模型开展了相应的数值模拟。理论分析、实验和数值模拟三者的结论相符,可以确认以下结论:当圆柱处在锁定状态时,其振幅大小由组合因子决定。组合因子越小,圆柱的振幅越大,反之则越小,但是组合因子对振幅的影响幅度有限;柱体锁定区间范围的大小由质量比决定,质量比越小,锁定范围越大,反之则越小,质量比对锁定区间范围的大小有显著影响,影响的主要范围是在约化速度较大一端。     

海洋立管试验支座设计及其对涡激振动影响研究

针对大长细比顶张力立管内外流共同作用时涡激振动的试验研究,考虑端部铰接和固接两种边界条件,设计了可施加张力和内流的铰接支座和固接支座,并对两种支座进行数值模拟及受力分析,最后用于深水立管的涡激振动试验。立管模型材料采用6.2 m长铜管,外径20 mm,壁厚1.5 mm,分别支撑在铰接支座和固接支座上,施加不同的顶部张力、外流流速和内流流速。通过在立管表面粘贴光纤光栅应变计获得动态应变数据,分别从动态响应幅值、频率等方面对不同边界条件立管的试验数据进行对比分析,得出在顶张力、内流速相同的情况下,外流速相等时两端铰接立管的振动幅值大于两端固接立管,随着外流速的增加,两端铰接立管比两端固接立管率先发生锁振现象。     

二维圆柱涡激振动的数值模拟

采用动网格的动态层铺模型和滑移网格模型以及用户自定义接口编程,将计算结构响应的Newmark-β代码嵌入FLU-ENT软件,建立了2D圆柱横流向涡激振动(VIV)的计算模型。在雷诺数6×103~2×104或对应的约化速度Vr=3~10范围内,结合k-ω湍流模型,并且以静止圆柱为初始状态,首先计算了质量比m*=12.8、255.5和结构阻尼比ζ=0.0%、0.5%几种情况下圆柱的VIV。通过与经典的Feng-type图示比较发现,在小"组合参数"(m*ζ)情况下,计算结果与实验的"初始"支和最大响应吻合较好,同时观察到"初始"支与"下"支之间的"跳跃"现象。通过另外两组工况的计算发现,m*与ζ对圆柱振幅的影响不同,前者是完全非线性的,而后者几乎是线性的。     

Fundamental behavior of Vortex Self Induced Vibration (VSIV)

An experimental facility has been designed to study the transverse response of the vortex-induced vibration of a fully submerged horizontal cylinder under the influence of vertical harmonic oscillating motion. The study aims to analyze the vortex self-induced vibration (VSIV) phenomenon which occurs on steel catenary risers (SCR) connected to floating platforms in the deep offshore. These vibrations occur in the absence of a current due to the self-motion of the body caused by a source afar. The experiments were conducted in a tank at the LOC/COPPE/UFRJ (Laboratory of Waves and Current of COPPE, Federal University of Rio de Janeiro). The amplitude and frequency of transverse motion are calculated for various Keulegan-Carpenter numbers and reduced velocities. Thanks to both the use of recent instrumentation and very low damping pneumatic bearing, the paper complements the pioneering work by Sumer and Fredsoe (1988) by exhibiting for the first time the trajectories of the VSIV motion. These are classified based on their different configurations such as oval-shape, eight-shape, etc. The Particle Image Velocimetry (PIV) tests are used to study the behavior of the flow around the cylinder during different trajectories of VSIV motion.     

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.     

甘糖酯对大鼠尿激酶型纤溶酶原激活物活性的诱导作用

为了研究甘糖酯对大鼠体内尿激酶型纤溶酶原激活物 (urokinase PlasminogenActivator,u PA)活性的影响 ,采用溶解圈中和抑制法和发色底物法检测了大鼠口服甘糖酯后体内u PA活性的变化情况。结果表明 :甘糖酯可提高大鼠体内血液的纤溶活性 ,主要表现为 u PA活性升高。以不同剂量的甘糖酯连续喂药 10 d后 ,发现喂药组大鼠 u PA活性明显高于对照组 ,喂药组大鼠血浆 u PA活性升高同喂药剂量正相关 ,在 0～ 10 0 mg/ kg的剂量范围内 ,随喂药剂量增加而升高。提示在一定的剂量范围内甘糖酯可提高大鼠体内 u PA活性 ,激活纤溶系统 ,提高血液纤溶活性 ,表现出良好的抗栓作用