姿态修正技术在黄河河口测验中的应用

为了解决黄河三角洲附近海区测验中测船姿态对单波束数字测深数据的影响,本文利用姿态传感器对测船的姿态进行了有效改正。试验结果表明,姿态修正技术对数字测深仪瞬时水深进行改正后,其测深结果与传统的人工水深曲线改正后成果比较,中误差为0.089 m,试验段面0 m线以下面积相差不超过0.22%,符合国家规范要求,提高了海区测验中测深成果的精度,为数字技术在海区测量的应用提供了技术保证。     

磁浮交通试验线压力管道直线度的测量方法研究及应用

目前,国内外对于磁浮交通真空压力管道直线度测量问题的研究较少。本文结合西南交通大学在建的真空磁浮高速列车试验装置,提出了一种真空压力管道直线度测量方法。该方法在管道内建立高精度=维控制网,依据三维控制网测量采用圆曲线拟合方法确定各节管道的圆心坐标,并采用直线拟合方法分析整个管道的直线度。最后依据上述方法编制程序对实测数据进行了处理分析,验证了方法的可行性和正确性,可为今后真空磁浮压力管道的建设提供技术参考。     

Current-induced scour beneath initially elevated subsea pipelines

When a subsea pipeline is laid on an uneven seabed, certain sections may have an initial elevation with respect to the far-field seabed, e_o, and thus potentially affecting the on-bottom stability of the pipeline. This paper focuses on quantifying the effects of the upstream dimensionless seabed shear stress, θ_∞, and Reynolds number, Re, on: (1) the maximum dimensionless seabed shear stress beneath the pipe, θ_max, to be compared to the critical shear stress in order to determine whether scour would occur and progress towards an equilibrium state; and, (2) the dimensionless equilibrium scour depth beneath the pipe, S_eq/D. Using a 2-D Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) approach along with the k-ω Shear Stress Transport (SST) turbulence model, a parametric study involving 243 computational fluid dynamics (CFD) simulations was conducted. The simulation results were used to develop a closed-form equation for the prediction of θ_max. Subsequently, experimental measurements of S_eq/D have been compiled from published literature, to develop a new closed-form equation for the prediction of S_eq/D with a high correlation to the experimental data. In summary, we present two closed-form equations for the prediction of θ_max and S_eq/D for pipelines with an initial e_o/D, which are applicable for both clear-water and live-bed conditions. The effects of θ_∞ and Re have been included, albeit Re having a small influence as compared to the other parameters.     

轴压作用下双金属复合管组合作用与承载力分析

为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。     

顾及周期性误差修正的加权平均温度模型构建

针对目前多数大气加权平均温度(Tm)模型没有考虑季节性影响这一问题,该文首先利用IGRA 2005-2010年全球探空数据,分别建立了各探空站点与地表温度有关的线性Tm模型、与地表水汽压有关的指数Tm模型以及与地表温度和水汽压均有关的混合Tm模型。然后以探空站积分Tm值为参考,对上述3类模型的误差时间序列进行了分析,发现这3种模型均存在周期性误差,并在此基础上构建了考虑周期性误差修正的3类Tm新模型。利用2011-2014年全球探空数据对3类新模型进行精度验证,结果表明:3类Tm新模型的精度相比于原模型均有所提升,模型的周期性误差影响基本得以消除,且3类Tm新模型的精度基本一致。     

广度优先算法在爆管分析中的优化与实现

爆管分析是城市地下管线管理系统中的一个重要内容,但目前多数地下管线管理系统采用的爆管分析算法和管线数据结构难以提供最优的爆管分析解决方案。先利用Geodatabase网络数据模型将管线数据建模为逻辑网络和几何网络,并在管线数据模型中明确表达管线中资源的流向,一体化集成存储管线数据;再利用ArcEngine相关网络访问接口扩展优化传统的广度优先算法,以实现有流向环状管线的爆管分析功能。     

基于改进BP神经网络的海底底质分类

通过采用遗传算法优化神经网络初始权值的方法,将GA算法与BP神经网络有机结合,应用于海底底质分类。基于多波束测深系统获取的反向散射强度数据,应用改进的BP神经网络分类方法,实现对海底基岩、砾石、砂、细砂和泥等底质类型的快速、准确识别。通过实验比较,GA-BP神经网络分类精度明显高于BP神经网络,证明了该方法的有效性和可靠性。     

遥感水深反演海图修测应用研究

卫星遥感技术可以应用于浅海水下目标探测,是特殊区域碍航物探测的有效手段。结合海岛礁的特殊地理环境和测绘需求,采用高分辨率卫星影像进行浅水深反演试验,提出的高分辨率预处理方法实用、有效;并与海图数据结合,进行水深标定和海图修测应用分析。研究结果表明,针对南海岛礁,应用高分辨率卫星影像可以获取岛礁分布和轮廓、概略等深线信息、潜在航道以及水下障碍物信息等,能达到修测海图的目的。     

基于声波探测海底浅层沉积物特性的方法研究

利用声波在水中的传输特性进行海底浅层沉积物特性的探测。在实践应用中有实验室方法、现场测量方法和海底声学遥测方法,并研制出大量的仪器。由于海上和海底实际条件的限制,声波探测方法都存在一定的不足之处,由此提出了声衰减测试沉积物特性以及建立实验室模拟海底环境探测方法的设想。     

海底双层管单层连接管道结构受力分析

粘性高的海洋石油通常需要通过海底保温管道加温输送.温度变化会引起管道变形,并在管壁内产生较大的温度应力.同时,管道正常运营期间还受到管道内压、外压、管内流体粘滞力和土体摩擦力等环境荷载的作用.复杂的环境可能导致海底管道轴向应力过大发生破坏.为了提高铺管效率,提出了双层管单层连接管道这一特殊管道形式,并从理论上分析温度变化和环境荷载对该管道的影响,计算正常运行时管道不同位置处横截面内最大Von-Mises应力.最后得到了Von-Mises应力沿管道轴线分布情况,发现内管和单层连接管的应力一般比外管大,变径管和内管的焊缝处是Von-Mises应力最大的地方.