非黏结柔性立管疲劳损伤特性分析

对柔性立管的疲劳损伤特性进行分析,探究抗拉层与抗压层的疲劳特性,并分析弯曲加强器的存在与否对柔性立管疲劳损伤的影响。研究表明:柔性立管最内层抗拉层上的疲劳损伤最大,从内到外,抗拉层的疲劳损伤依次减小;抗压层受到的疲劳损伤远小于抗拉层的疲劳损伤;弯曲加强器的存在可以减小立管的疲劳损伤,并改变抗拉层疲劳危险点的位置。     

深海顶张紧式立管涡激振动疲劳可靠性研究

以深海顶端张紧式立管为研究对象,基于圆柱体受迫振荡实验数据和能量平衡原理预报立管涡激振动响应及其诱发的疲劳损伤度,各主要参数随机化,应用响应面法建立了涡激振动疲劳安全系数与极限状态方程关系,研究了疲劳安全系数对结构可靠性的影响,并分析了各随机变量的灵敏度。研究结果表明:1)随着疲劳安全系数的增大,结构失效概率逐渐减小,且失效概率的减小幅度随疲劳安全系数的增加而趋缓。疲劳安全系数SF无需超过20。2)增加疲劳安全系数SF可降低疲劳载荷不确定量B、S-N曲线参数A、顶张力、流速、外径和壁厚等立管及环境随机变量对结构涡激振动疲劳损伤可靠性的影响。3)立管各参数中,流速、外径和壁厚均值越大,立管结构安全度越低,顶张力对结构影响相反;各参数的标准差越大,结构可靠度越低。均值灵敏度由大到小依次为顶张力、流速、外径和壁厚,标准差灵敏度由大到小依次为流速、张力、外径和壁厚。4)壁厚对深海顶张紧式立管涡激振动所致疲劳损伤影响很小,可忽略其影响。研究成果可为深海顶张紧式立管涡激振动疲劳安全系数的选取提供参考。     

南黄海中部海底沉积物剪切波速度测量及其与物理力学性质参数的关系

采用弯曲元剪切波测试方法对在南黄海中部采集到的沉积物样品进行了剪切波速度测试,基于所获得的剪切波速度数据,分析了研究区沉积物剪切波速度特性及分布规律。分析表明,沉积物剪切波速度为12.05~74.55m/s,总体相对较低。浅表层沉积物剪切波速度呈现出分区域分布特征,可分为东北部低速区、西南部高速区、北西-南东向梯度带以及测区东南部的低速背景上的串珠状高速异常区四个区域。通过回归分析,建立了剪切波速度与密度、含水率、孔隙比、孔隙度、液限、塑限、压缩系数、抗剪强度等沉积物物理力学参数之间相互关系的经验回归公式。回归分析结果表明,海底沉积物剪切波速度与上述物理力学参数之间均具有较好的相关性,相关系数R均大于0.80。     

黑潮延伸体海域海平面年际变化及其与海流的关系

利用黑潮延伸体海域海平面异常(SLA)数据和SODA海流资料,分析海平面和海流的年际变化特征,以及两者之间的关系。分析发现黑潮延伸体SLA的第二模态是黑潮大弯曲模态,存在29个月的准两年显著振荡。该海域海平面具有显著的年际变化,且与ENSO和PDO密切相关,2002-2004年的黑潮大弯曲期间,海平面与Nino3指数的相关系数为0.74。海平面年际变化和海流关系密切,黑潮延伸体主轴两侧海平面具有显著的季节和年际变化,急流呈大弯曲路径(1993-1996、2002-2004)时,流轴稳定流速大,流轴影响深,急流主轴南侧海平面较高,达到年际变化的最大值,主轴两侧海面高度梯度大。非弯曲期间,急流主轴南压,海流强度减弱,此期间海平面低,主轴两侧海面高度梯度较小。黑潮延伸体上游区海平面变化受黑潮大弯曲影响更为显著。上下游区的海平面和比容海平面的年际变化较为相似,黑潮延伸体海域海流和比容效应共同调控该区域海平面变化。     

大长细比柔性杆件涡激振动实验

涡激振动(vortex-induced vibration,VIV)是导致深海细长柔性立管发生疲劳破坏的重要因素。采用实验观测手段研究了长细比为1 750的柔性立管多模态涡激振动特性。实验中,通过采用拖车拖拉立管模型在水池中匀速行进来模拟均匀流作用下的涡激振动响应。利用光纤光栅传感器测量立管模型在横流向(cross-flow,CF)和顺流向(in-line,IL)的应变,进而通过模态分解的方法,获得立管模型涡激振动的位移。在此基础上,研究了CF以及IL方向的响应频率、位移标准差的平均值和最大值等随流速的变化规律,并分析了立管模型上测点的运动轨迹及其影响因素。     

侧扫声纳声线反射和折射干扰的实验分析

介绍了侧扫声纳由自身声源反射和折射衍生的两种干扰波的形成机理,提出以绘制声线图进行分析的研究方法,着重通过海上实作验证了温度跃层产生的声线弯曲对声纳的影响特点,为外业工作的设计和施测提供了几点建议。     

涡激振动对船舷安装的相干声纳条带测深系统测量精度影响分析

相干声纳条带测深系统采用船舷安装时,连接系统水下单元的钢管在水流作用下可能发生共振和频率锁定而剧烈振动,其下端的以换能器为主的系统水下单元也会随之摆动,使数据质量和测量精度受到影响。笔者通过分析在实际工作中遇到的问题发现:连接系统水下单元的钢管越长,钢管越容易在低流速条件下发生共振现象;换能器剧烈摆动会造成大量噪音信号;换能器摆动幅度较大时系统的安装校准会失效。本文通过解析计算得出了在现场操作中不同悬挂长度的钢管发生频率锁定时的控制流速以及换能器最大摆动幅度,认为实际工作中换能器距固定点在1.0m以内是可靠的,并对现场操作中如何减弱和避免涡激振动对系统精度的影响提出建议。     

Offshore Structural Control Considering Fluid Structure Interaction

1.IntroductionAmong various control devices,Tuned Mass Damper(TMD)has been mostfrequently usedtothecontrol of structural vibration induced by oscillating loads such as earthquakes,winds,and waves.This is due to the fact that it operates without external e…     

海上围隔进行羟基杀灭赤潮生物的研究

采用强电场电离H2O、O2方法,在分子层次上加工成高浓度羟基自由基(OH.)溶液,喷洒在有赤潮生物的海面上,当海水的羟基质量浓度达到0.68 mg/L时,致死洛氏角刺藻(Chaetoceros lorenzianus)等31种赤潮生物效率达到99.89%,致死细菌、弧菌效率达到100%,致死膝沟藻孢囊、多甲藻孢囊效率达到100%;赤潮生物叶绿素a含量低于检测方法低限值;剩余OH.分解成H2O和O2;尸体将分解成CO2、H2O和微量无机盐。从试验数据表明,OH.是治理赤潮有效可行的绿色新方法。实现了治理赤潮以及加工羟基过程的零污染、零废物排放、零残留物。     

结构与尾流非线性耦合涡激振动预测模型

预测圆柱涡激振动的尾流振子模型中,通常采用线性的耦合模型,例如位移或者速度、加速度耦合来表征结构对尾流的作用。三种线性模型在预测圆柱锁频阶段的动力特性时存在差异,而且适用范围也受质量比的限制。提出了考虑结构与尾流动力非线性耦合的模型,该模型基于加速度耦合并结合速度耦合进行修正,适用范围不受质量比的影响;与实验结果的对比表明该模型可以更合理地给出锁频区域以及结构位移响应和尾流升力。最后,利用新模型讨论了质量比对锁频阶段结构振动幅值、尾流升力及频率比的影响;结果表明,随着质量比的增大,结构锁频区域变窄,结构振幅和尾流升力幅值减小。