Analytical convolution model for shipping water evolution on a fixed structure

The shipping of water is a problem that affects naval and offshore structures. Estimating its propagation on the decks of these structures by using analytical methods has been a main concern of projects. However, classical approaches disregard the decay tendency of water elevation time series and tend to overestimate the resultant water on deck. This paper is concerned with estimating the evolution of water along the deck of a fixed structure due to shipping water events. An analytical convolution model is proposed to estimate water elevations. The model considers the freeboard exceedance time series and the mean shipping flow velocity as inputs and the frictional effects of the bottom by resistance coefficients, which enables an approximated representation of the water elevation time series over the deck. It was validated with experiments of isolated shipping water events that were generated with the wet dam-break approach. The results obtained with the proposed model captured the experimental results, approximating the peak values and the decay trend of time series. Improvement of the proposed approach over classical models to represent shipping water elevations was demonstrated by comparing the results obtained with those of the dam-break model of Stoker.     

Spar平台环境载荷风洞测试及载荷分析

介绍某桁架式Spar平台风洞环境载荷测试及分析,为国内首次在风洞中开展的Spar平台风、流载荷模型试验。通过在风洞中模拟真实海洋环境,考虑倾角变化对平台载荷的影响,测试Spar平台水上部分风载和水下部分的流载,给出最大风倾覆力矩风向角,确定平台最容易发生危险的关键风向。试验结果表明:水上部分风阻随纵倾角的增大而增大;风倾覆力矩随倾角增大先增大后减小,在纵倾角10°时达到最大值;水下部分只在流向角-15°～15°范围内,流阻随倾斜角度增大而减小,但最大阻力发生在倾斜角为15°时。试验结果可以为Spar平台设计以及性能预报提供参考。     

水深对超大型FPSO波浪载荷响应影响试验研究

随着超大型浮式生产储卸油装置FPSO（floating production storing and offloading）在渤海浅水海域的广泛应用,水深对FP—SO波浪载荷响应的影响问题突现出来。对缩尺比为1：100的三模块分节模型进行了水深对超大型FPSO波浪载荷响应影响的试验研究,试验结果表明水深对FPSO波浪诱导载荷的影响很大。     

基于GAM模型研究水温垂直结构对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼渔获率的影响

黄鳍金枪鱼索饵水层影响延绳钓捕捞效率,而黄鳍金枪鱼索饵水层分布受水温垂直结构的影响,因此本文采用GAM模型分析次表层环境变量对延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率的影响,评估黄鳍金枪鱼垂直水层分布对中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unite Effort, CPUE)的作用。模型结果表明,环境因子对热带中西太平洋延绳钓黄鳍金枪鱼渔获率空间分布影响明显。黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE在2012年之后快速增多,高渔获率月份出现在北半球夏季,空间上在10°S,140°E附近区域。温跃层上界温度和深度、温跃层下界深度、18℃等温线深度、△8℃等温线深度及其和温跃层下界深度的深度差对延绳钓渔获率影响较大,是影响热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓渔获率的关键环境因子。随着温跃层上界温度和深度值变大,延绳钓CPUE逐渐递增,对延绳钓CPUE影响密切的温度和深度分别为27～28℃和70～90 m。温跃层下界深度对延绳钓CPUE影响在250～280 m时最大;之后随着下界深度的变大,CPUE快速下降。18℃等温线深度对延绳钓CPUE影响呈现先震荡后递增的趋势,影响密切的区域在230 m深度上下。△8℃等温线深度与温跃层下界深度的差值对热带中西太平洋黄鳍金枪鱼延绳钓CPUE影响呈现先快速递减后缓慢增加的趋势,在深度差为70 m上下时影响最密切。研究结果揭示,在黄鳍金枪鱼活动水层受限或栖息水层和延绳钓作业深度相吻合时,延绳钓渔获率最高。依据黄鳍金枪鱼垂直活动水层调整延绳钓投钩,可以提高渔获率。因此,采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估时要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。     

基于全和谐型浅水方程的有限体积海啸数值模型开发与应用

数值模拟作为海啸预报的主要研究方法在海啸预警中起着关键作用。本文采用Godunov格式的有限体积方法,使用MUSCL-Hancock格式,并利用HLLC Riemann近似求解器计算单元界面上的流体通量,建立了球坐标系下二阶精度的海啸数值模型。模型所基于的全和谐型浅水方程保证了数值的稳定性,而地形重构方法实现了干湿边界的精准模拟。本文模拟了2015年9月16日智利M_w8.3级地震海啸,通过与智利近岸14个测站和环太平洋20个DART浮标实测数据比较,验证了模型对实际越洋海啸模拟预报的能力。