半潜式海洋平台的周期内波载荷分析

基于半潜式海洋平台基本结构参数和南海海洋环境条件参数,建立海洋周期内波作用下的半潜式平台内波载荷计算模型。采用解析方法,分别给出波长、波高和密度跃层位置等对周期内波载荷的影响及作用力特点,并分析了相位差的影响。对半潜式平台存在较大威胁的海洋周期内波主要是波长较长、振幅较大且密度跃层位置接近于水面的内波;密度跃层位置对平台受力影响较大,相位差对周期内波载荷的影响可以忽略。     

舰载雷达对大气波导效应的利用

介绍电磁波在大气中传播的一种异常现象--"大气波导"现象,论述了大气波导形成的气象条件,以及形成波导传播的电磁波的最大陷获波长和临界发射仰角,同时论述了电磁波受大气波导影响能够增大舰载雷达的探测距离,实现舰载雷达的超视距探测及军事应用意义.     

超低频传播特性分析

基于超低频电磁波特点,分析超低频电磁波在地-电离层波导和海水中传播的特性,结合外军使用对超低频穿透海水的能力进行了定量研究,并分析了环境对超低频通信能力的影响。     

变密度深水中的内波向水面的垂直传播

本文探讨了内波向上传播的衰减形式和处于海洋深处潜艇兴起的内波有无可能被微波探测到的问题.旨在将自航体内波的研究与星载(机载)合成孔径雷达(SAR)的微波探测联系起来,供潜艇非声探测和SAR制造单位参考.     

“极低频探地工程”在资源探测和地震预测中的应用与展望

"极低频探地(WEM)工程"是国家发改委批准的"十一五国家重大科学技术基础设施建设项目"之一,极低频(0.1～300 Hz)无线电磁法(WEM法)是一种由人工产生极低频电磁波并能有效覆盖数千千米和更大深度探测的创新技术,也是世界电磁探测技术的最新发展,并将在资源探测和地震预测中发挥重要的作用.     

雷达海杂波反演免疫算法蒸发波导研究

舰船在海洋上航行时,雷达系统是保证航行安全的重要装置,因此高效的雷达系统必须能够克服海杂波的干扰,在复杂情况下能够主动适应环境,通过对雷达电磁波发射与接收信号的优化,使性能达到最优。本文首先建立海洋蒸发波导的模型,对电磁波的传播途径进行研究,然后结合反演免疫算法优化传播路径,通过对杂波参数的优化使雷达的性能优化到最好。     

EMD在海洋内波研究中的应用

采用南海内波的实测资料,利用EMD方法对内波波动进行水平和垂向的分解,并由低频模态拟合函数并叠加得到了内波引起的温度波动的函数,由垂向位移得到了内波垂向模态的一种获取方法,为非线性的海洋内波研究提供了依据。     

0.1 Hz～30kHz频段电波特性及应用研究

对0.1Hz～30 kHz频段电波特性和传播方式进行研究,结合对潜通信、无线电物理和大地电磁探测等专业技术的特点,论述低频段在对潜通信、地下通信、电磁波随钻测量、地下和海洋资源探测、地震监测等领域的应用原理和应用情况,促进该频段在更多领域的应用.     

蒸发波导对X波段雷达海洋监测系统的影响

蒸发波导作为海洋大气环境中一种最常见的波导类型,是影响雷达电磁波传播的重要因素之一。本文利用一次海洋调查的蒸发波导数据,分析蒸发波导的统计特征规律,并通过雷达回波的几何成像原理,对海浪雷达回波图像进行仿真分析。在此基础上考虑蒸发波导对X波段雷达海洋监测系统的影响,结果表明:蒸发波导对X波段雷达架设位置选取以及反演效果都有着重要的影响;当存在蒸发波导时,雷达回波图像能够包含更多的海浪信息,从而提高海浪信息的反演精度。     

甚低频与超低频通信入水深度比较分析

甚低频和超低频是目前对水下潜艇通信的重要手段,论文对电磁波的入水传播做了理论分析,并对甚低频和超低频的入水深度进行了计算,给出了典型计算结果,并就如何提高甚低频、超低频的通信效果给出了建议.     

潜艇内波尾迹物理场在海面映波量值的确定

采用Tuck的方法,具体计算了国外有代表性的潜艇在海洋中内波尾迹物理场垂直上传到海面上的映波的量值,并对映波波幅随艇半径、艇长度、艇速和艇后距的关系作了分析.     

平台运动对深水钻井隔水管非线性动力响应的影响

文章建立了波浪、海流和船体运动等载荷综合作用下的深水钻井隔水管非线性时域动力响应模型,模型考虑了顶部张力和隔水管内部泥浆对隔水管动力响应的影响,计人了张力沿隔水管长度的变化,并采用有限差分法求解了四阶偏微分运动方程.计算了随机波浪和规则波浪下船体运动对深水钻井隔水管非线性动力响应的影响,研究分析了船体平均偏移以及波频响应和低频响应的周期和幅值对深水钻井隔水管动力响应的影响.结果表明,船体运动对深水钻井隔水管动力响应有较大的影响,在随机波浪和海流作用下,考虑船体运动时,隔水管上部最大弯矩增大了59%.船体的平均偏移主要影响底部最大弯矩.船体波频运动对上部最大弯矩有较大影响,随着波频响应的周期和幅值的变化,上部最大弯矩变化较快,而低频响应的则主要影响隔水管上部弯矩.     

基于AQWA计算规则波中新型海工船的运动响应

本文应用三维势流理论的水动力软件AQWA分析一种新型工程船舶在波浪中的运动响应,新型船为改造的波兰中型集装箱船B-573,设计搭载Pram型艉和POD吊舱式推进系统的新型海工船.本文计算此船在规则波中不同浪向角条件下的六个自由度的频域和时域的运动响应,得到在不同浪向角下船体的响应振幅算子RAO,计算船舶顺浪下不同船速的垂荡RAO以及纵荡、垂荡和纵摇三个自由度的一阶、二阶波浪力,分析结果显示该新船型具有良好的耐波性.     

基于Simulink的潜器在海浪中运动的实时仿真

以随机长峰波海浪作为模型,利用流体力学和波浪理论的原理对潜器在波浪中的运动进行受力分析,建立了潜器的横摇、纵摇和起伏运动的数学模型,用S函数进行各种海况下波浪力的计算和微分方程的求解,运用Matlab中的Simulink控件对潜器在海浪中的运动进行实时仿真,结果表明该方法能够比较真实地模拟各种海况下潜器在海浪中的运动情况.     

内孤立波作用下水下潜器的载荷特性数值分析

为了研究海洋内孤立波作用下潜器的载荷特性,以RANS方程为控制方程,依据Kdv,eKdv和mKdv三类内孤立波理论计算速度入口,建立两层流体中内孤立波与水下潜器相互作用的数值模拟方法,计算分析内孤立波作用下潜器的水平力、垂向力和力矩的变化规律.结果表明,数值模拟得到的内孤立波波形及振幅与其对应理论解和文献中实验结果吻合良好.潜器的受力变化规律与内孤立波波幅、上下层水深比和潜器潜深有关.     

Mathematical modelling of response amplitude operator for roll motion of a floating body: Analysis in frequency domain with numerical validation

This paper investigates mathematical modelling of response amplitude operator （RAO） or transfer function using the frequency-based analysis for uncoupled roll motion of a floating body under the influence of small amplitude regular waves. The hydrodynamic coefficients are computed using strip theory formulation by integrating over the length of the floating body. Considering sinusoidal wave with frequency （ω ） varying between 0.3 rad/s and 1.2 rad/s acts on beam to the floating body for zero forward speed, analytical expressions of RAO in frequency domain is obtained. Using the normalization procedure and frequency based analysis, group based classifications are obtained and accordingly governing equations are formulated for each case. After applying the fourth order Runge-Kutta method numerical solutions are obtained and relative importance of the hydrodynamic coefficients is analyzed. To illustrate the roll amplitude effects numerical experiments have been carried out for a Panamax container ship under the action of sinusoidal wave with a fixed wave height. The effect of viscous damping on RAO is evaluated and the model is validated using convergence, consistency and stability analysis. This modelling approach could be useful to model floating body dynamics for higher degrees of freedom and to validate the result.     

气动式造波机中的横向波

本文讨论了用于产生二维波动的气动式造波机中,一种横向表面重力波的发生及其非线性特性。当输入频率接近于横向波的基频两倍时,利用奇摄动方法,可以得到横向波的振幅发展方程。振幅的理论预测与实验观察是定性相符的。     

基于能量分布重叠率的海浪谱评估方法研究

海浪谱评估是非规则波的水池造波,波浪及舰船耐波性数值模拟研究中的重要一环,是其效果评价的依据。文中阐述了目前常用的几种海浪谱评估方法的优势与不足,并提出一种基于能量分布重叠率的海浪谱评估新方法。具体为:针对频谱计算其面积重叠率,针对方向谱计算其体积重叠率。试验表明,该方法过程简单、计算快捷、效果较好,是一种简单实用的海浪谱评估方法。在此基础上又针对实际评估更侧重谱形的情况,提出了一种略为复杂而精度更高的使用一阶矩的改进算法。     

Truss Spar平台非线性垂荡-纵摇耦合随机运动分析(英文)

Considering the static stability and the change of the displacement volume, including the influences of higher order nonlinear terms and the instantaneous wave surface, the nonlinear coupled heave-pitch motion was established in stochastic waves. The responses of heave-pitch coupling motion for the Truss Spar platform were investigated. It was found that, when the characteristic frequency of a stochastic wave is close to the natural heave frequency, the large amplitude pitch motion is induced under the parametric-forced excitation, which is called the Mathieu instability. It was observed that the heave mode energy is transferred to pitch mode when the heave motion amplitude exceeds a certain extent. In addition, the probability of internal resonant heave-pitch motion is greatly reduced while the characteristic wave frequency is away from the natural heave frequency.