不同布缆方式锚碇沉管管段运动的数值模拟

通过建立波浪作用下锚碇沉管管段运动的时域数值计算模型,对锚碇沉管的运动响应及锚碇缆受力特性进行了研究。应用集中质量法求解锚碇缆力,应用四阶Runge-Kutta法求解管段时域运动方程,计算了在不同沉深、不同周期、不同波高和不同波向条件下沉管管段的运动幅值和锚碇缆力。数值计算的结果表明:锚碇沉管的锚碇缆对沉管管段的运动起到一定的约束作用,在沉放深度较浅、波浪周期较大时,锚碇缆对沉管管段运动幅度的制约更为明显。通过五种布缆方式的计算与分析,探讨了布缆方式对沉管管段运动响应及锚碇缆受力的影响,并给出了较为合理的布缆方案。     

海洋平台抛锚方式模糊优化设计方法

海上钻井平台由于工作地点经常发生变化,工作环境条件随之改变,锚泊抛锚方式就要相应更改。本文针对深海半潜平台及其悬链线式系泊定位系统,运用平台与锚链耦合运动时域分析方法,对其水动力性能进行探索,并提出一种运用模糊算法计算平台抛锚方式优化设计方法,此方法可使钻井平台在风暴自存工况和钻井工作工况下更快更好地找到最佳抛锚方式。以一典型的半潜式钻井平台为例进行数值模拟,结果表明本文提出的方法是可行的,能够很方便地找到比较好的抛锚方式来满足相关要求。这种锚泊优化设计方法可为平台及其系泊系统设计提供参考。     

移植操作胁迫对天鹅湖大叶藻存活、生长及光合色素含量的影响

2009年4月利用植株枚订移植法在山东荣成天鹅湖海域开展大叶藻植株移植,于5~10月监测移植大叶藻植株的存活率,并逐月采集自然和移植大叶藻植株,比较了植株生长、叶绿素含量和类胡萝卜素含量的变化,分析了移植操作胁迫对大叶藻存活、生长、叶绿素含量和类胡萝卜素含量的影响。结果显示,移植后1~2个月,移植植株的平均成活率较高,至移植后4个月,平均成活率降至57.8%,之后保持稳定。移植后6个月内,叶长移植植株均极显著低于自然植株;根长和茎节长在移植后1个月时移植植株显著低于自然植株,移植2个月后与自然植株无明显差异,甚至显著高于自然植株;叶绿素含量和类胡萝卜素含量在移植后1个月时移植植株显著低于自然植株,移植2个月后则与天然植株无明显不同,甚至显著高于自然植株,但10月份移植植株的叶绿素含量明显下降。结果表明,移植操作对大叶藻植株的地上部分产生了严重的胁迫作用和较长的胁迫时间,而移植植株的地下部分及叶片叶绿素和类胡萝卜素在经过短期胁迫后,能够通过自身的补偿机制分别实现快速生长和显著增加,从而利于植株的扎根、固着和提高植株的光合作用能力。     

自升式钻井平台悬臂梁负荷试验方法研究

悬臂梁负荷试验是自升式钻井平台建造完工交付使用之前的关键试验项目之一.以200 ft自升式钻井平台“海洋石油923”为例,针对悬臂梁负荷试验方法做出了探索研究,试验结果表明,此方法行之有效,具有操作简便,安全可靠的优点,为其它类似工程项目的顺利实施提供了宝贵的经验和借鉴.     

海上试验场潮流能发电装置综合测试与评价方法分析(英文)

开展潮流能装置实海况试验、检测与评价方法研究,对海洋高科技成果的转化、海洋可再生能源开发提供了科学、有效的技术保障。文章通过对潮流能装置的功率输出特性、年发电量、能量转换效率三项核心指标进行分析,提出指标的测试内容和评价方法,为实现潮流能海上试验与测试场建设提供技术依据;并根据对海上风电场的研究,提出了海上试验场潮流能装置的电能质量测试与评估方法;给出潮流能装置安全准入的测试内容,全面评估试验场潮流能装置的运行状态。     

利用H/V方法研究琼北火山区的浅表层地质变化特征

海南琼北活火山作为华南沿海重要的第四纪火山, 一直受到国内外学者的广泛关注, 目前对该火山的形成演化已开展了大量深部地质结构的研究, 但对其表层地质结构特征仍然缺乏详细了解。水平-垂直频谱比法(简称H/V方法)已被广泛应用于浅表层地质结构的研究, 本文基于35个便携式微功耗地震仪组成的流动台阵观测数据, 采用经典全波场H/V_(full)和瑞利波椭圆率H/V_(Ray)分析方法, 获得了琼北火山区H/V曲线峰值频率(F₀)和放大倍数(A₀)的空间变化特征。琼北火山区H/V曲线峰值频率变化强烈, 以长流-仙沟断裂为界, 断裂西南侧很难从H/V曲线中获取清晰的F₀和A₀, 而断裂东北侧则存在明显的F₀和A₀。结合已有地质资料, 本文认为长流-仙沟断裂西南侧处于凹陷区, 其浅表层火山岩未发生明显的风化作用, 而东北侧位于隆起区域, 地表火山岩受到了比较严重的风化作用。这一研究结果表明, H/V方法可反映表层火山岩的风化状态, 火山岩出露场地H/V曲线的峰值频率和放大倍数随风化作用程度的增强而表现得更加明显。本研究为琼北火山区浅表火山岩风化状态和地震危险性评估提供了重要的信息支撑。     

基于图像测速的波浪破碎两相速度场测量方案探讨

针对波浪破碎试验中气泡区速度与水体速度无法同时测量的难题,基于实验室条件,搭建了粒子图像测速（PIV）和气泡图像测速（BIV）系统,采用声学多普勒测速仪（ADV）对PIV测量精度和不同场景下BIV测量精度进行了细致的验证,并设计多种试验方案以期实现BIV与PIV的同步耦合测量。试验结果表明,7W激光+后置灯的优化照明方案,其耦合测量的气泡区速度代表参数与标准BIV照明方案的结果误差小于5%,且耦合测量的气泡区下方水质点的速度曲线与标准PIV测量结果吻合,表明该改进方案满足PIV与BIV耦合测量的条件。本文实现的PIV与BIV耦合测量有利于优化测量和分析工作,减小破碎波浪重复生成的影响,有利于提高测量精度,为大范围波浪破碎速度场的快速测量提供了新的方案。     

基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子$\gamma $;最后去除风场对多普勒速度的贡献。将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度。研究结果表明,本文提出的弦截下山法具有良好的收敛性和较高的收敛速度,而且对本文中使用的两景SAR数据,反演的海面径向流速偏差分别为0.04 m/s和0.15 m/s。     

Study of A Geo-Acoustic Model of Gas-Bearing Sediment and Its Application in Sediment with Low Acoustic Velocity

A new geo-acoustic model for gas-bearing sediment is proposed based on the work of Dvorkin and Prasad, and Biot theory. Only five geophysical parameters: sediment mineral composition, free gas saturation, tortuosity (also known as the structure factor), permeability, and porosity, are considered in the model. A benefit of this model is that we need only five parameters instead of ten parameters in the Biot’s formulas for acoustic velocity and attenuation calculation. Here the model is demonstrated with the in-situ experimental data collected from the Hangzhou Bay, China. The results of this study suggest that free gas content in sediment is the most critical condition resulting in a low acoustic velocity (compressional wave). The respective contributions of the other four parameters in the model are also discussed.     

波浪作用下锚链系泊浮式防波堤动力响应的数值模型研究

浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。