海底门声学计算及水下多孔介质材料降噪

分别建立船舶海底门的声场模型和声-固耦合模型,对海底门的声传递损失、结构湿模态进行计算,获取海底门降噪设计需避开的共振频率。建立海底门的流体模型,采用URANS和FW-H对流场及水动力噪声进行数值计算,云图显示格栅背面出现了显著的流动分离及压力脉动,且压力峰值条带沿着格栅对角线方向分布,频谱曲线显示海底门水动力噪声以低频为主。数值计算表明,当仅将海底门钢制格栅替换成水下多孔介质材料时降噪3.4 dB。共振频率计算及水下多孔介质材料应用为海底门声学设计提供了思路。     

不同声源深度产生海底地震波仿真分析

在浅海环境中,舰船产生的低频水声信号会在海水和海底介质界面处以舰船地震波的形式进行传播[1],此时海底具有低通滤波的特性.通过理论分析和使用COMSOL Multiphysics软件的声-固耦合模块建立仿真模型,验证其滤波特性的存在,并讨论不同声源深度对海底地震波传播的影响.     

关于超声波测桩基试验中几个注意问题

基桩声波透射法是一种检测混凝土灌注桩完整性的有效手段,它是利用声波的透射原理对桩身混凝土介质状况进行监测,在声测试验受各种因素影响很大。本文通过笔者多年实践对超声波测桩基试验中几个注意问题进行了阐述,并通过工程实例对声测管埋设.尺寸.联结.安装等方面进行了论述,为在工程实践中准确试验提供了参考。     

水中气泡幕的多体多次声散射模型分析

通过引入水中气泡群分布函数,建立了气幕多体多次声散射模型.与多体一次散射模型相比,多体多次声散射模型能够更加真实地反映出具有较高体积浓度气幕的声散射特性,因此,它是分析声波在气幕介质中反射和透射问题的重要基础.     

多转角结构中转角处附加的阻振质量对结构波传递的抑制

应用波分析法研究在由平板构成的多转角结构中附加阻振质量对结构声传递的抑制作用.通过引入由半无限长板构成的转角处的透射及反射系数来求解在弯曲波及纵波入射条件下多转角结构中各板内不同形式波的波动表达式,避免了求解复杂的偏微分方程组,从而简化了分析,并在此基础上推导出附加两条阻振质量的双转角结构的能量透射效率.文中同时还进行了模拟船舶结构的简化模型的实验,验证了数值计算得出的-些规律.研究表明:附加在双转角结构的转角处的阻振质量不仅在高频区对结构声的传递有很好的抑制效果,而且还能显著增加两阻振质量之间的有限长板的-阶共振频率处的传递损失. 的多转角结构中附加阻振质量对结构声传递的抑制作用.通过引入由半无限长板构成的转角处的透射及反射系数来求解在弯曲波及纵波入射条件下多转角结构中各板内不同形式波的波动表达式,避免了求解复杂的偏微分方程组,从而简化了分析,并在此基础上推导出附加两条阻振质量的双转角结构的能量透射效率.文中同时还进行了模拟船舶结构的简化模型的实验,验证了数值计算得出的-些规律.研究表明:附加在双转角结构的转角处的阻振质量不仅在高频区对结构声的传递有很好的抑制效果,而且还能显著增加两阻振质量之间的有限长板的 阶共振频率处的传递损失. 的多转角结构中附加阻振质量对结构声传递的抑制作用.通过引入由半无限长板构成的转角处的透射及反射系数来求解在弯曲波及纵波入射条件下多转角结构中各板内不同形式波的波动表达式,避免了求解复杂的偏微分方程组,从而简化了分析,并在此基础上推导出附加两条阻振质量的双转角结构的能量透射效率.文中同时还进行了模拟船舶结构的简化模型的实验,验证了数值计算得出的-些规律.研究表明:附加在双转角结构的转角处的阻振质量不仅在高频区对结构声的传递有很好的抑制效果,而且还能显著增加两阻振质量之间的有限长板的 阶共振频率处的传递损失. 的多转角结构中附加阻振质量对结构声传递的抑制作用.通过引入由半无限长板构成的转角处的透射及反射系数来求解在弯曲波及纵波入射条件下多转角结构中各板内不同形式波的波动表达式,避免了求解复杂的偏微分方程组,从而简化了分析,并在此基础上推导出附加两条阻振质量的双转角结构的能量透射效率.文中同时还进行了模拟船舶结构的简化模型的实验,验证了数值计算得出的一些规律.研究表明:附加在双转角结构的转角处的阻振质量不仅在高频区对结构声的传递有很好的抑制效果,而且还能显著增加两阻振质量之间的有限长板的     

不同声源深度产生海底地震波仿真分析

在浅海环境中,舰船产生的低频水声信号会在海水和海底介质界面处以舰船地震波的形式进行传播[1],此时海底具有低通滤波的特性。通过理论分析和使用COMSOL Multiphysics软件的声-固耦合模块建立仿真模型,验证其滤波特性的存在,并讨论不同声源深度对海底地震波传播的影响。     

航行舰船地震波及其在水中目标探测中的应用

从理论上论述了浅海波导中发生声波显著透射进海底从而造成水中传播声信号严重衰弱的原因,通过对已有的海底声传播研究实验数据的分析和总结,阐述了航行舰船地震波的产生和传播的基本规律,提出和论证了航行舰船地震波在水中目标探测中的重要应用前景和价值。     

冰中纵波声速测量方法研究

冰中声速对冰层覆盖下海洋信道声传播特性及水中目标声特性研究具有重要意义。由于气泡、卤水、杂质等因素的影响,不同冰介质的物理性质存在较大差异,导致冰中声波的传播速度有所不同。本文对冰介质中纵波声速开展测量方法研究,采用直达法测量渤海湾冬季海冰、内陆湖中淡水冰及人造淡水冰纵波声速,测量结果表明海冰中纵波声速约为3 360±162m/s,湖冰3 772±57m/s,人造淡水冰3 729±23m/s,结果可为冰介质声学特性、冰层下声传播特性及冰区目标声特性相关研究提供参考。     

阻振质量对板平面弯曲波传播的阻抑

研究了无限板上受点激励时阻振质量对结构声传递的阻抑,采用基于能量观点的隔振度来定义阻振质量的阻抑作用.通过理论分析验证了隔振度简化公式的可行性.发现板平面弯曲波分别和阻振质量的弯曲波和扭转波达到最佳耦合时,平面弯曲波发生最大透射.算例分析和试验研究论证了理论分析的正确性,为阻振质量应用于结构声传递途径的控制提供了理论和试验基础.     

海底沉积物特性对舰船地震波传播的影响

舰船地震波场是指舰船航行时所产生的船体震动噪声和舰船辐射噪声的低频部分,通过海水辐射到达海底,其中部分声能耦合到海底并以弹性介质波的形式在海底传播.海底沉积物作为声在浅海中传播的下边界,不同底质的海底对声波在波导中的传播具有重要的影响.根据海底反射损失对3种典型的海底做了建模并分析了其对舰船地震波传播的影响.不同频率的低频声波在底质中的吸收衰减各不相同.可以利用能够传播较远距离的某些频率的低频声波实现对舰船的远距离探测.     

粉细质泥沙淤积前后强度分析

针对潍坊港区底泥表层粉细沙硬壳层成型的强度规律进行水槽原位土工试验，明晰不同波况和流速情况下，土的剪切强度、贯入强度的变化情况，寻找粉状土的板结状态和波流状况间的内在关联，并对形成铁板沙的影响因素进行分析。通过试验得出结论：波的历程突变越大，海底土的强度增加越多；波高越大，海底土的强度增加越多；波流作用时间越长，海底土的强度增加越多。     

Dynamics of an ultra-deepwater mooring line with embedded chain segment

A code is developed to study the mooring tensions on a line with an embedded segment considered, based on lumped mass method. The accuracy of this code is validated by published results. The influence of soil-chain interaction on the static and dynamic behaviour of a 1500 m mooring line is studied under two operational situations: shallow embedded taut mooring line and deep embedded semi-taut mooring line. The shallow case has an embedded depth setting as 10 m under seafloor, while the embedded depth is 20 m for deep water. To study the influence of soil on mooring dynamics, three simplified cases without soil force considered are investigated and the results are compared with the dynamics of embedded mooring. These three cases include: i) Case MA has the same spread distance to embedded mooring anchored on seafloor; ii) Case MB is anchored on seafloor and it has the same pretension with embedded mooring; iii) Case MC is anchored to the same point to the embedded mooring but the soil force is not considered. Furthermore, the effects of effective width parameters of tangential and bearing soil resistance on mooring dynamics are also discussed. In this work, three different oscillations are forced on fairlead to study the mooring dynamics, which are low frequency oscillation, hybrid oscillation (low frequency and wave frequency) and wave frequency oscillation.     

剪切波速在路基压实度检测中的应用

基于对不同类型路基土样的剪切波速检测和干密度试验数据的回归分析,确定路基剪切波速与土体干密度的相关模型,探讨路基压实度检测的便捷方法。在实际工程中为验证该模型的适用性,将剪切波速法与传统灌沙试验法进行对比,计算结果与试验结果基本相符,进一步证明由剪切波速推算路基土体干密度的方法是可行的。     

船舶波浪载荷短期极值的经验公式

对散货船、油船、集装箱船的多艘实船进行了短期波浪载荷直接计算,分析了这三种船型的船舯垂向弯矩、L/4(L为船长)处垂向剪力、3L/4处垂向剪力的若干规律,以及集装箱船型的扭矩、船舯水平弯矩的若干规律.根据这些规律,总结出一套针对特定船型的短期波浪载荷极值的完整计算公式.     

Global wave loads on intact and damaged Ro-Ro ships in regular oblique waves

A nonlinear time-domain simulation method is presented for the prediction of dynamic global wave loads on a Ro-Ro ship at zero speed in regular oblique waves in an intact and a damaged condition. Numerical computations and model tests have been carried to investigate the structural responses of Ro-Ro ship Dextra to various wave amplitudes at three different wave headings (DTR-4.1-NEW-12.98, DEXTREMEL project BE97-4375, 1998; DTR-4.2-NEW-11.99, DEXTREMEL project BE97-4375, 1999). The results of numerical and experimental investigations for stern quartering waves are reviewed. Comparisons between predictions and measurements for global wave loads at the midship section of the intact and the damaged Ro-Ro ship show that the agreement between the theory and experiment for dynamic horizontal and vertical bending moments is excellent. On the other hand, correlation between the predictions and measurements for dynamic vertical shear force is better than that for dynamic horizontal shear force. Nevertheless, the calculated torsion moment values are higher than the measured values. As the wave amplitude is not small, the positive and negative peaks of global wave loads are no longer equal to each other as found in both the calculations and experiments. The dynamic vertical global wave loads in the damaged condition are larger than that in the intact condition.     

NSPMF-EB耦合模型及其在近岸波浪计算中的应用

提出通过耦合透水介质的流体运动方程(NSPMF模型)和改良Boussinesq方程(EB模型)来描述近岸水波现象的数学模型。NSPMF模型的优越性在于它能描述波浪破碎、越浪以及波浪和各种结构物(包括透水性结构物)之间的相互作用等伴随着复杂流动结构的局部波动现象;EB模型则可用于求解广阔海域内非线性不规则波浪的运动和变形过程。耦合模型兼有二者的优势,具有广阔的应用前景。验证计算的结果表明本文建议的耦合方法是有效的。     

水下波能装置的波致弹性变形研究（英文）

Structural integrity has remained a challenge for design and analysis of wave energy devices. A difficulty in assessment of the structural integrity is often laid in the accurate determination of the wave-induced loads on the wave energy devices and the repones of the structure. Decoupled hydroelastic response of a submerged, oscillating wave energy device to extreme nonlinear wave loads is studied here. The submerged wave energy device consists of an oscillating horizontal disc attached to a direct-drive power take-off system. The structural frame of the wave energy device is fixed on the seafloor in shallow water. Several extreme wave conditions are considered in this study. The nonlinear wave loads on members of the submerged structure are obtained by use of the level I Green-Naghdi equations and Morison's equation for cylindrical members.Distribution of Von Mises stresses and the elastic response of the structure to the extreme wave loads are determined by use of a finite element method. The decoupled hydroelastic analysis of the structure is carried out for devices built by four different materials, namely stainless steel, concrete, aluminium alloy, and titanium alloy. The elastic response of these devices is studied and results are compared with each other. Points of maximum stress and deformations are determined and the structural integrity under the extreme conditions is assessed. It is shown that the proposed approaches provide invaluable information about the structural integrity of wave energy devices.     

波浪增阻计算方法对船舶航速的影响分析

失速系数（ fw）是EEDI公式的计算参数之一。文章研究了典型海况下不同的波浪增阻计算方法对船舶航速以及fw的影响。文中主要基于三种波浪增阻理论计算模型,以肥大型船为研究对象,计算分析典型海况蒲氏六级下的波浪增阻系数的分布规律以及相同收到功率下的航速和fw。结果表明：三个理论模型计算得到的fw均低于模型试验结果;Model-3高估了不规则波中的波浪增阻值;Model-1和Model-2计算得到的fw与模型试验结果较接近。     

撑杆结构形式的变化对半潜平台性能的影响

以三种不同撑杆结构形式的半潜式平台为研究对象,采用Morison公式和三维势流理论相结合的方法,依托SESAM软件分别进行了垂荡响应运动、波浪载荷预报和结构强度的对比分析。运用谱分析法确定设计波参数,确定中纵剖面的最大纵向剪切状态时波浪载荷最恶劣,建立三维有限元模型完成了平台的结构强度分析,并结合ABS规范校核了平台关键部位的屈服强度。论文开展的研究对半潜式平台的前期设计有一定的参考价值。