海岸和近海工程研究的进展

作者就参加第七届近海和极地工程国际会议及顺防日本情况，对海岸和近海工程研究在张力腿平台，超大型浮式海洋结构，浮式生产储运系统，海岸防护方法，破波问题，数值波浪和海洋环境问题研究的进展作一简介。     

规则波作用下有顶板开孔沉箱垂直波浪力试验研究

通过二维规则波波压力试验,在规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力研究的基础上,对规则波作用下有顶板开孔沉箱所受到的垂直波浪力进行了系统的研究。提出了有顶板开孔沉箱所受垂直波浪力的计算方法,为开孔沉箱的实际工程应用提供了有价值的结果。     

波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围局部冲刷的数值模拟

本文利用数值方法研究了波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷,利用有限元方法建立了模拟波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的局部冲刷的数值模型.该数值模型波包括两个子模型:波流耦合场的数值模型和输沙计算的数值模型.通过波浪弥散关系的迭代计算可得到随流运动坐标系中的波浪频率和波向与流向的夹角.流场通过求解加入辐射应力项的浅水环流方程得到,波浪场通过求解含流的缓坡方程得到.然后通过两者的迭代计算得到波流场的耦合解.利用已获得的波流场的水质点的速度计算海床底面的剪切应力与泥沙的输沙率,通过泥沙守恒定律计算海底地形改变情况,在新的海底地形条件下重新计算波流场,重复这一过程直至地形稳定.本文中首先利用数值方法计算了波流共同作用下大尺度孤立圆柱周围的局部冲刷,计算结果与物理模型试验的实测值吻合得较好.在此基础上,本文计算了多组墩群周围的的部冲刷的算例,并与相同条件下孤立圆柱周围的局部冲刷结果进行了比较,以研究墩群中各柱间的相互作用对局部冲刷的影响.     

外壁开孔双简柱群波浪力的研究

应用速度势的特征函数展开和透空壁内两壁间压力差和流体速度成正比的线性模型,建立了波浪与外壁开孔同轴双筒桩柱群相互作用的线性解析解.应用这一模型进行了数值计算,用以检验孔隙系数对双筒柱上的波浪力的影响.结果表明,外壁孔隙系数的增加对减小波浪力有很大影响.     

海底管线附近底床侵蚀稳定性的湍流数值模拟判别

本文基于粘性流体理论采用NEW K-ε双方程湍流模式对复杂底床形态情况下的海底管线附近流场进行了数值模拟,计算结果显示NEW K-ε湍流模型能够较好的模拟出管线后方的涡旋以及分离、脱落趋势.在流场数值模拟结果的基础上,本文进一步计算了管线附近底床的壁面剪切应力,并结合相应的泥沙临界起动切应力判据对其进行了侵蚀稳定性判别.稳定性分析结果与已有成果的比较显示本文的方法正确、可靠并具有能够揭示侵蚀机理和细微部位侵蚀情况等优点.同时,本文也对管线附近底质具有粘性特征以及固结作用的情况进行了有益的探讨.     

海洋流体动力学研究新进展

对１９９５年５届国际海洋和极地工程会议上发表的海洋流体动力学研究的主要论文进行简要介绍。     

绕海底管线悬空段肩部的三维湍流结构的数值研究

用三维有限元方法模拟了恒定来流绕悬空的海底管线与海床相交处,即管线悬空段肩部的三维流动情况.基于管线直径和来流流速的Re数为5×105.应用Smagrinsky亚格子模型来封闭湍流方程.通过对数值研究结果的可视化处理,由涡量幅值的三维等值面可见,绕悬空段肩部在管线上游形成了一条涡管,它的一端绕过半埋于海床的管线段的顶部,另一端延伸至悬空管线上游的海床上;而由对称张量S2+Ω2(S和Ω的分别为速度梯度张量的对称和反对称分量)的特征值定义的涡核可进一步显示三维流动结构的细节.本文的研究为利用数值模型进一步研究海底管线周围局部冲刷沿管线轴向发展打下了初步的基础.     

变速器特殊故障一例

一辆SY6480AIB—ME型金杯车，当累计行驶了2万km时，因变速器出现异响而到当地一家汽车修理厂进行检修。拆下变速器解体后发现，第1轴的齿轮断了2个齿，于是换上了1根新的第1轴后将变速器装复，试车发现响声消失。该车变速器修复后行驶了4000km多，变速器又出现了异响，驾驶人将车开回该汽车修理厂检修，当将变速器解体后发现，还是第1轴的齿轮断齿。     

波浪作用下单体网格式浮架受力的数值模拟

模型试验表明重力式网箱在波浪作用下，单纯浮架的受力贡献比例较大。本文运用波浪理论，通过建立浮架、锚绳及浮子的运动方程，采用五阶龙格-库塔进行数值求解，得到了单体网格式锚碇单纯浮架的数值计算模式。将计算模型简化为四点锚碇，并将计算结果与实验结果进行了比较，二者符合程度较好。在此基础上，比较了单体网格式锚碇与四点锚碇单纯浮架的受力，结果表明网格式锚碇方式浮架受力较小。