Suppression of Wave-Excited Vibration of Offshore Platform by Use of Tuned Liquid Dampers

This paper describes experimenlal and theoretical investigations of Tuned Liquid Damper (TLD) characteristics tor suppressing the wave-excited structural vibration. The structural model lor the experiments is scaled according to a full size offshore platform by matching their dynamic properties. Rectangular TLDs of different sizes with partially filled liquid are examined. By observing the performance and behavior of TLDs through laboratory experiments, the study investigates the influence of a number of parameters, including container size, container shape, frequency ratio, and incident wave characteristics. In an analytical study, a mathematical model that describes the nonlinear behavior of liquid in TLD and the interaction of TLD and structure is prerequisite. The validity of the model is evaluated and simulating results can reasonably match the corresponding experimental results.     

Effect of wave-induced Stokes drift on the dynamics of ocean mixed layer

The wave-forcing ’Coriolis-Stokes forcing’ and ’Stokes-vortex force’ induced by Stokes drift affect the upper ocean jointly.To study the effect of the wave-induced Stokes drift on the dynamics of the ocean mixed layer,a new three-dimensional(3D) numerical model is derived using the primitive basic equations and Eulerian wave averaging.The Princeton Ocean Model(POM),a 3D primitive equation ocean model is used with the upper wave-averaged basic equations.The global ocean circulation is simulated using the POM model,and the Stokes drift is evaluated based on the wave data generated by WAVEWATCH III.We compared simulations with and without the Stokes drift.The results show that the magnitude of the Stokes drift is comparable with the Eulerian mean current.Including the Stokes drift in the ocean model affects both the Eulerian current and the Lagranian drift and causes the vertical mixing coefficients to increase.     

日照地区风暴潮增水重现值计算

为给政府、规划、设计部门决策提供参考,采用组合分布法对日照地区风暴潮增水的重现值进行了计算。提出了以台风发生强烈的季节和月份进行统计抽样统计的替代方法,简化了工程设计初期的数据处理工作量;并给出了适用于日照地区风暴潮增水的分布模式。与传统的年极值法和过阈法相比,该方法考虑了风暴潮增水的季节变化,物理意义更趋明确。     

内孤立波作用下竖直圆柱体的横向力研究

本文对内孤立波作用下圆柱体的水动力特性进行了数值研究。对不同直径、不同水深比、不同浸没深度的圆柱进行了水平方向受力分析,从多个因素出发,研究了内孤立波对水下竖直圆柱的水平作用情况。通过分析水平作用力和力矩的时程曲线,得到内孤立波行进过程中对于圆柱体的横向作用力和力矩与时间的关系。通过对比不同工况下内孤立波橫向作用力幅值,得到内孤立波作用力幅值与圆柱直径、水深比以及浸没深度的关系。结果表明,内孤立波横向作用力(力矩)幅值与圆柱直径呈线性相关关系,但与水深比相关关系不明显,随着圆柱浸没深度的增加,内孤立波横向作用力幅值呈现出先增大后减小的趋势。     

扭王字块体护面斜坡堤越浪量试验研究

针对现行规范中缺少扭王字块体护面斜坡堤越浪量的计算方法,考虑波陡、相对水深、相对堤顶超高、相对坡肩宽度、相对胸墙高度和相对块体尺寸等影响因素,通过波浪水槽物模试验,运用多元回归方法,给出了扭王字块体斜坡堤越浪量中护面结构影响系数和平均越浪量的计算公式。与试验值和其它计算公式进行了验证对比,结果基本吻合,具有一致性的规律。研究成果丰富了规范内容,对斜坡堤工程设计具有重要参考意义。     

巴伦支海海冰多年变化及其影响因子研究

本文采用1900—2010年ECMWF海冰密集度、海面温度、风场和NCAR北极涛动等长序列资料,运用EOF分解、线性回归和相关分析等统计方法,分析了巴伦支海海冰年际变化特征及其与影响因子之间的关系。结果表明:巴伦支海海冰面积4月最大,9月最小,每年减少约1653km^2;面积距平正负位相交替出现,1969年后以负距平为主,冰情先重后轻;密集度逐月不同,明显降低的区域呈现“中部偏东—中部—东北部—西北部—中部偏东”转移特点,部分区域每年减少0.006以上;密集度变化的空间特征可由密集度EOF第一主模态表示,与温度的相关系数高于风场;海冰面积与AO呈负相关。我国以往单独针对巴伦支海海冰变化的研究较少,本文丰富了这方面的资料,对浮式平台开发冰区油气资源提供初步参考。     

山东沿海台风浪数值模拟与统计分析

为了得到山东沿海台风浪的重现期波高分布场,以Jelesnianski-Ⅱ模型构建的风场作为模式驱动,利用SWAN模式建立了山东及其附近海域的台风浪数值模型。通过对典型台风过程"麦莎"和"梅花"的数值计算,将模拟的有效波高与观测数据作了对比分析,验证了模型在计算海域的适用性;基于建立的模型,对1960-2012年期间发生于山东沿海的50场台风进行模拟。选取计算海域10个点的模拟所得波高序列,寻求复合极值分布拟合最优的分布型式,根据所得分布进行重现期波高的统计分析;最终绘制计算海域50年一遇和100年一遇的台风浪波高分布图,为山东沿海的防灾减灾和海洋结构设计提供参考依据。     

基于改进神经网络的板桩结构可靠性分析

板桩码头是港口工程的一种常用结构,计算其可靠度指标对港口工程的安全意义重大。由于板桩结构的设计计算复杂,功能函数表达难度较大。Monte-Carlo法是解决此类问题的一种方法,但需要大量的抽样与数值计算,很不经济。人工神经网络模型可以用来逼近功能函数,在此基础上可平行地建立一次二阶矩法进行可靠度分析。但传统的BP神经网络模型有着容易陷入局部极小及预测精度低等问题。针对上述问题,引入Adaboost算法来改进BP神经网络模型,提出一种基于Adaboost的BP神经网络法来计算板桩结构的可靠度。以天津某板桩码头为例,采用新方法对板桩结构进行可靠度分析,并将计算结果与传统BP神经网络法及Monte Carlo法进行比较。结果表明:新方法的计算精度高于传统BP神经网络法,且计算结果与Monte Carlo法接近。     

中国大陆沿海离岸海啸振幅统计分析

采用MOST海啸传播模型计算历史地震可能在中国沿海附近引发的海啸增水。历史地震的发生频次采用Poisson分布拟合,离岸海啸增水采用复合分布进行拟合。对比Poisson-Weibull分布与Poisson-Generalized Extreme Value分布的计算结果,Poisson-Lognormal分布可以更好地描述离岸海啸增水的概率分布。进一步给出中国沿海离岸地点的海啸振幅并估计了相应的重现值。结果显示,重新期为2 500a年时,广东省东北部海域、福建省西南部海域及台湾南部和东部海域的离岸海啸振幅达到50cm。所得结果可为中国沿海城市防灾减灾提供参考。     

新型网箱浮架系统水动力分析及系泊方式研究

设计了一种新型网箱浮架系统,利用SESAM对其进行了频域水动力分析以及考虑不规则波浪、风、流载荷和系泊共同作用的时域耦合分析,并与传统双浮管网箱浮架系统进行了分析对比,得到方形网箱与圆形网箱的水动力特性的差异以及各自的优缺点,对实际中网箱的开发设计有一定的借鉴意义;通过计算,证明新型网箱浮架系统在工作海况能正常工作,在极端海况下也能满足安全性的要求;最后对4种常见系泊方式进行了时域耦合分析,得到了四种系泊方式的系泊特性,对实际工程中系泊方式的选择有一定的参考意义。