象山港污染物漂移扩散规律研究

基于非结构网格有限体积法海岸和海洋模型(FVCOM)建立水动力数值模型,模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了象山港海区水动力环境特点。在此基础上,建立了污染物输运模型,对象山港港内主要陆源入海污染源污染物输运扩散进行模拟和分析,总结了污染物输移扩散规律,即象山港顶部开敞海域,余流场相对较弱,潮流是污染物输移扩散的主动力,污染物扩散稀释能力强,污染物浓度低;中段过水区,受余环流和潮流的共同作用,污染物浓度稍高,低潮时水质较差;底部区域闭塞,进口处存在明显的涡旋对,污染物扩散稀释效率差,污染物浓度最高。     

船舶与海洋大数据算法模型资源共享系统

为了解决船舶与海洋大数据算法模型资源共享问题,本文构建船舶与海洋大数据算法模型资源共享系统,系统具备研制、优化、集成船舶行业和海洋领域专用算法模型资源能力,以源代码或二进制库方式对船舶行业和海洋领域专用算法模型资源进行集成,通过Restful API接口方式为外部授权应用系统提供模型算法计算服务。性能测试结果表明,船舶与海洋大数据算法模型资源共享系统具备多用户并发算法模型资源共享服务能力和性能可扩展性。     

海底介质模型及其声能透入机理研究

海底建模是海洋声探测及海洋混响研究的重要课题.文章用Biot多孔介质、粘弹性介质和液态介质三种海底模型对声波在海底的反射和透射进行了理论计算分析,具体讨论了纵波、快纵波、剪切波以及慢纵波对声透射的贡献,并对三种海底模型中纵波、剪切波的反射、透射进行了比较,得到对声学问题海底建模有实际意义的结果.     

带护套的高速永磁同步电动机转子涡流损耗及其径向分布解析模型

本文提出一种针对带有护套的高速永磁同步电机转子涡流损耗及其径向分布的解析模型.模型基于子域法将护套和永磁体子域径向分域,通过计算每个细分区域产生的涡流损耗进而得到转子涡流损耗的径向分布.为提高模型的计算精度,通过扩散方程和磁导模型分别考虑了涡流反作用和定子开槽的影响.利用该解析模型计算了不同气隙长度,不同护套材料及其厚度对转子涡流损耗的影响.最后采用有限元的方法对解析模型进行验证,证明解析模型的正确性.     

海洋软土修正剑桥模型在海堤工程的应用

通过对海洋软土进行一系列的室内物理力学试验及静三轴试验,拟合了海洋软土平均应力和广义剪应力值,认为海洋软土的状态线呈双曲线形,并将修正的应力罗德角考虑在模型之中,进一步改进剑桥模型理论,使其更加适应海洋软土的静力学特性。实践证明,海洋软土修正剑桥模型能有效模拟海洋软土的应力应变特性,表现为海洋软土材料的非线性特征以及塑性流动的特征。采用海洋软土修正剑桥模型对以海洋软土为基础的海堤的地基沉降进行数值分析,计算结果验证了海洋软土修正剑桥模型的适用性。     

基于LSTM网络的浮式海洋平台运动在线预报研究

海上浮式结构物运动响应的准确在线预报,对保障海上作业安全具有重要意义.本文基于长短期记忆(LSTM)神经网络模型,建立了浮式海洋平台运动响应极短期在线预报方法,可根据波浪时间序列信息对运动响应进行预报.通过半潜式平台模型试验得到大量波浪序列和运动响应数据,利用这些试验数据建立并训练LSTM模型,并对不同的测试工况进行运动预报和分析.结果表明,所建立的LSTM模型针对浮式海洋平台运动极短期在线预报具有较高的预报精度,预报提前量为12 s时,纵荡、垂荡和纵摇预报精度分别高于90％、93％和85％,且模型的计算效率高,每步计算时间为毫秒级,远小于预报提前时间,可以实现运动在线预报.     

氯盐腐蚀环境下混凝土结构时变可靠度计算

基于Fick扩散定律,建立了氯离子在混凝土中扩散的多因素修正模型,给出了模型中参数的取值。依据可靠性理论,考虑氯离子侵蚀深度的不同分布特征,利用建立的扩散模型,说明了氯盐侵蚀环境下考虑时变效应的混凝土结构可靠度计算方法。最后给出了实际工程算例,算例结果说明,假定氯离子侵蚀深度服从正态分布带来的计算偏差并不大,却可大大简化计算过程。     

排烟烟流影响下的海洋平台气流场形态仿真

海洋平台的气流场特性与平台露天作业和直升机起降作业区域安全密切相关。随着现代海洋平台向深水化、大型化发展,海洋平台的气流场及烟流特性应受到充分重视。使用标准k-ε湍流模型对海洋平台周边空气来流和排烟烟流进行多风向角仿真计算,初步考虑烟流随定常空气来流的扩散作用,以45°风向角间隔确定工况展开仿真计算。获得定常来流条件下的海洋平台周边气流场及烟流扩散形态,以及各工况下排烟烟流随来流变化的仿真形态,分析烟流分布的定性特征,初步形成海洋平台气流场形态仿真的可行性流程方法。     

腐蚀和裂纹损伤下海洋平台极限强度试验研究

根据墨西哥湾某一典型固定式海洋平台为原型,按照刚度相似性和几何相似性,分别设计并制作了完好模型、腐蚀模型、裂纹模型,并对三个试验模型开展极限强度试验研究,试验结果表明腐蚀、裂纹损伤严重影响试验模型极限承载力,且试验模型失效模式各不相同.同时,采用非线性有限元方法,分别对三个试验模型进行计算,将计算结果与试验结果对比分析,验证了该方法在固定式海洋平台极限强度计算方面的有效性.     

天津港某液体化工码头船舶污染影响模拟研究

本研究以潮流计算结果和风场资料分析结果为依据,采用溢油模型对海上溢油的扩散、漂移和岸线吸附等物化过程进行模拟,分析研究预测油膜的演变,预测油膜漂移轨迹和归宿.计算结果表明当南港港池口门位置处发生溢油事故后,油膜均会漂出南港口门外,在风的作用下会对周边环境一定范围内产生一定影响.     

海洋船舶的轨迹估计算法

准确估计和预测海洋导航中机动船舶的轨迹是改善海上安全和保安的重要工具。因此,许多常规海洋导航系统和船舶交通管理和报告服务都为此目的配备了雷达设施。然而,船舶操纵轨迹的预测的准确性主要取决于船舶位置,速度和加速度的估计的良好性。因此,本研究提出了一个基于曲线运动模型的机动海洋船只模型,其基于用于相同目的的线性位置模型的测量。此外,还假定与白高斯噪声相关联的系统状态和测量模型。扩展卡尔曼滤波器被提出作为用于估计位置,速度和加速度的自适应滤波器算法,用于预测机动的海洋船舶轨迹。最后,提出的模型被实施,并获得成功的计算结果,在本研究中的海洋导航中的船舶操纵轨迹的预测。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的数值计算研究

微生物诱导碳酸钙(MICP)加固土体近年来得到越来越多的关注,其计算模型研究较少,且现有的计算模型主要考虑一维情况,也仅由一维砂柱模型验证,是否适用于二维及三维情况,尚需进一步研究.文中基于对流-扩散-反应方程,考虑菌液和化学试剂的注入、对流、扩散以及多组分化学反应,并结合碳酸钙结晶和沉积、注浆方法和压力等的影响,建立三维的MICP数值计算模型,并由试验结果验证.利用COMSOL数值软件,设定相关边界条件和初始条件,完成三维注浆的数值模拟计算.在建立对流-扩散-反应的模型时,主要是考虑总反应方程式,总反应的反应速率主要取决于尿素水解反应.计算结果表明,碳酸钙浓度分布在注浆管管孔附近碳酸钙浓度最大,向模型外边界逐渐降低,而且整个模型碳酸钙浓度分布较为均匀.     

海洋平台的振动试验方案及其模型设计

针对海洋平台的振动具有低频、高幅的特点，提出了振动主动控制的试验方案。振动主动控制可改善台上人员的工作条件、提高生产效率、延长海洋平台及台载机械使用寿命，已成为提升海洋平台综合性能的潜在技术手段。该试验装置包括振动试验模型、激振器、作动器、主机及DSP板、低通滤波器、信号放大器等。根据对海洋平台的类型、特点及振动控制研究的分析，设计了用于海洋平台振动主动控制试验的两个模型，一个用于研究水平面两个方向的振动，另一个用于研究纵向振动。海洋平台振动试验模型采用柔性较强的材料，支架模型采用刚性较强的槽钢。对于第一个模型进行了必要的强度和刚度计算。设计的模型可用于海洋平台的概念性振动主动控制试验，对海洋平台的振动主动控制提供理论指导。     

风对悬浮泥沙扩散特性影响数模研究

为探讨风对海岸工程产生悬浮泥沙的扩散特性影响,通过苍南海域海上倾倒试验实测资料验证了河口海岸地区平面二维潮流泥沙数学模型的计算参数。然后在模型中考虑风的作用,比较不同风向和风速作用下的悬浮泥沙扩散特性。研究结果表明:风会对悬浮泥沙的运动轨迹、扩散速度和扩散范围产生较大影响,且风向和风速是十分重要的影响因素。     

面向海洋平台支持船的阻力组合近似模型构建

为了获得更为精确合理的近似模型,在多项式响应面、RBF径向基函数和Kriging三种单一近似模型的基础上构建组合近似模型以实现响应拟合,并以数值函数为例验证组合近似模型的准确性与适用性。以海洋平台支持船的总阻力为研究对象,采用多种试验分析方法进行取样,根据样本点及阻力响应值完成了组合近似模型的构建,并与模型试验及其单一近似模型进行对比分析。研究结果表明：与单一近似模型相比,组合近似模型所得的阻力响应值更接近模型试验结果,能够有效提高计算精度与设计效率,在海洋平台支持船的初步设计中具有较大的应用价值。     

细长海洋立管涡激振动预报模型

涡激振动预报对于深水环境中的细长海洋结构物的设计至关重要.近年来出现的若干经验模型基于圆柱体受追振荡实验数据.文中介绍了细长海洋结构物涡激振动预报工具的发展,进而提出了一种基于圆柱体受迫振荡实验数据的预报模型.与现有的类似模型相比较,该模型更加直接地利用了原始模型实验数据,并且将立管的有限元模态分析并入到响应预报当中,以计及立管物理参数的不均匀特性.利用近期立管模型在阶梯状分布流以及剪切流中的涡激振动响应实验测量数据,验证了该模型的有效性.该模型的计算结果表明,立管的模态振型、模态频率与涡激振动响应高度耦合,并且对于低质量比的情况尤为明显.文中还指出了类似的基于受迫振荡圆柱体实验数据的预报模型存在的缺陷.     

弯管中流体在简谐摇摆条件下的附加力模型分析

为了给浮动式核动力平台给水泵或凝水泵在海洋条件下的稳定运行提供计算依据，对弯管中流体在简谐海洋条件下所受附加力的模型进行了理论推导，根据模型推导结果对凝水泵入口管道中的一段弯管进行计算，并与直管中流体的附加力模型计算结果进行了对比。研究表明，直管与弯管模型计算的附加压降的差异幅度很小，差值随时间为周期性变化；摇摆周期越大，摇摆角度越小，弯管与直管的附加压降差别越小；在一般的工程计算中可将弯管近似为直管，从而简化计算。     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

海洋大数据混合云存储的迁移模型分析

随着GPS,GIS,RS等技术在海洋监测领域的应用,我国建成了完善的监测网络,导致海洋信息数据成指数级别增长。为了解决该问题,云计算技术在海洋信息管理领域得到广泛的应用。云计算技术把不同的计算资源进行逻辑重组,利用海量存储空间和强大的计算能力实现对海量数据的处理。数据迁移技术将数据在不同的存储介质间或者不同系统间进行迁移,来实现系统负载均衡。本文研究了云存储技术在海洋大数据存储和管理方面的应用,同时提出了基于云存储的数据迁移模型,并进行仿真实验。     

油船碰撞事故的定量风险评估

统计资料显示,船舶(特别是油船)碰撞事故不仅造成巨大的经济损失,还是造成海洋原油污染的主要原因之一.定量风险评估技术作为风险评估方法的一种,可以科学预测事故发生的概率及破坏程度,近年来在船舶与海洋工程领域已引起广泛的关注.依据P.T.Pedersen碰撞模型,建立了船舶碰撞事故的数学计算模型,计算了船舶碰撞事故的发生概率;运用DNV风险评估软件Neptune分析了溢油的扩散情况,提出了减少船舶碰撞的措施.