椭球粗颗粒在深海水力集矿流场中受力特性试验研究

多金属结核等海洋矿产资源的开采技术正受到国内外学者越来越多的关注,研究不同形状矿粒在水力集矿流场中的受力特性是实现结核精准开采的前提。通过搭建水力集矿试验系统,针对椭球形状矿粒,研究集矿头拖曳速度v_t、矿粒长短径比a/b以及集矿头与矿粒底部端点之间的偏移角θ对矿粒垂向受力F_v、水平受力F_r及受力系数C_fr、C_fv的影响。研究发现:矿粒垂向和水平受力的最大值均随集矿头拖曳速度的增加而增大,并随a/b的增加呈线性增大;垂向和水平受力系数的最大值也随a/b的增加而增大;当|θ|>45°时,水平受力系数随|θ|的增加而减小,并总是在35°<|θ|<45°区间内达到最大值。研究结果可为高效、环境友好型集矿技术的探索提供参考。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

深水系泊系统静力特性快速计算方法研究

为研究深水系泊系统静力特性,以工作水深为320 m的转塔式浮式生产存储系统为例,首先计算出每种类型锚泊线的水平张力TH-水平跨距X曲线、上端系缆点水平移动距离、每根锚泊线新的水平跨距,插值求出此时的每根锚泊线水平张力,投影合成后即得上端系缆点移动后的系泊系统X方向水平恢复力,垂直方向的恢复力计算方法与此类似。相应计算结果与Dynfloat软件结果相吻合。     

深海环境下带球封头钛合金耐压壳碰撞特性研究

深海装备在大潜深环境航行时存在碰撞的可能。本文基于Abaqus仿真软件模拟大深度、中低航速情况下带球封头钛合金环肋圆柱壳耐压结构与玄武岩的碰撞过程,考察结构的撞击变形、应力响应,从失稳破坏和强度破坏的角度分析耐压壳的撞击安全性。结果表明,球封头碰撞残余应力对耐压壳极限承载能力有提升作用,评估封头撞击对失稳模式和承载能力的影响时只需考虑塑性变形;考察钛合金耐压壳球封头碰撞的破坏模式时应优先考虑结构的强度破坏。     

泥岩颗粒含量对砂泥岩混合料剪切特性的影响

砂泥岩混合料抗剪特性是影响山区港口工程地基处理的因素。采用直剪仪对不同泥岩颗粒含量、法向应力和含水状态的48组试样进行固结排水慢剪试验,分析泥岩颗粒含量对剪应力-位移曲线形态的影响,揭示其与变形、强度间的关系,并建立抗剪强度的经验计算方法。结果表明,颗粒间接触分为同质颗粒接触和异质颗粒接触两类,在应力集中效应下泥岩颗粒破碎是影响砂泥岩混合料强度及变形的重要因素。砂泥岩混合料应力-应变曲线呈应变硬化,其抗剪强度随泥岩颗粒含量增大而减小。     

船底月池流激振荡特性研究

本文研究了船底月池内流体固有振荡特性,给出了船底月池内流体固有振荡频率计算公式。同时开展了船底月池流激振荡试验研究,测量得到了月池口流体剪切层自持振荡的Strouhal数,根据试验结果分析得出了波浪激励下月池内流体的运动特性。在此基础上预报了实船月池的流激振荡特性。研究成果为实船月池的设计提供了理论和试验基础。     

深海采矿中羽状流颗粒物的动态分析及抑制模拟

基于FLUENT流体分析软件,建立深海采矿车扰动仿真模型。通过模拟不同工况下羽状流颗粒物的流动形式和扩散特征,分析其变化规律。结果显示,矿车履带运动速度和集矿头运动速度越快,其一侧周围形成的羽状流尺寸越大,并均匀包覆该侧运动部件;用于抑制羽状流颗粒物的抽吸口数量越多、抽吸口直径越大、抽吸速度越快,抽吸装置的效果越好。     

深海沉积物取样器的楔形密封方式研究

楔形块密封属于接触式静密封范畴,其原理是在楔形块上施加一定的压力,使得楔形块和取样筒接触面在深海取样过程中产生闭合的密封环带,阻止介质流出,从而达到密封和保压的要求.本文通过理论计算和数值仿真的方法开展了楔形块结构优化和密封环带的仿真分析.结果表明:优化的密封结构密封效果较好,可以保持样品的原位压力并有效地阻止样品泄漏;该结构比传统的密封结构具有更好的保压能力,是一种能够适应全海深沉积物取样的新型密封结构.     

大连某人工岛地基土固结特性研究

拟建大连某人工岛总面积达21 km2,场区地基基岩面以上覆盖有较厚的黏性土和淤泥质土层,针对地基沉降控制要求,对地基土的沉降固结特性进行试验研究。采用海上原位旁压试验、静力触探试验和室内试验多种手段获得固结压缩指标,对比分析不同试验固结参数之间的符合性和可靠性,并通过计算预测地基沉降。结果表明,旁压试验、静力触探试验、室内试验所获得的土体固结指标能够相互印证,经过合理的地基处理后预测工后沉降能够满足使用要求。地基土变形特性分析结果可靠,能作为人工岛建设工程的设计依据。     

蒸汽阀动态流阻特性研究

某热力系统中蒸汽阀动态流阻特性对其总体性能设计十分关键。由于该蒸汽阀结构特殊、流速高,无法借鉴一般蒸汽阀门的流阻特性,且仿真分析难以获得较准确的数值,需进行试验研究。基于蓄热器放汽过程流量计算原理,建立了蒸汽阀动态流阻特性试验研究的一般原理、试验分析数学模型等试验研究方法,并通过多工况动态试验验证,获得了本蒸汽阀的动态流阻特性,为该热力系统的设计提供了有力支撑。同时该试验研究方法,可推广应用于类似蒸汽调节阀的动态流阻特性研究。     

高含沙高水流海区工程布置对泥沙运动的影响

根据现场实测资料,分析了洋山深水港区的水文泥沙特征,提出了封堵汊道、平顺水流、安全靠泊、减小淤积等建设深水大港的基本原则。论述了水流强弱是港口建成后,维护要求水深的关键,也是随工程布置唯一可变的因素。从而得出如下主要结论:工程方案布置应尽量保持现有水流条件,特别是港池和航道水域;在岸线开发利用上,应视自然水深大小而定;小洋山汊道全部封堵后,势必造成主通道涨、落潮量的减小。适当缩窄西口门宽度,确保主通道水流单宽流量维持现有水平,应是今后进一步研究的课题之一。     

基于BLH框架的大深度载人潜水器总体性能的多学科设计优化

建立了一个大深度载人潜水器总体性能多学科设计优化的数学模型,并提出了BLH多学科设计优化框架来对大深度载人潜水器多学科设计优化数学模型进行构建.通过拉丁方试验设计方法对设计变量与多学科优化目标的相关性进行分析,最终得到满足性能指标要求的大深度载人潜水器总体设计优化结果.     

深厚沉积层大直径钢管桩承载特性试验研究

结合某港口工程桩基试验项目,对2组大直径钢管桩进行了竖向承载力静载试验,并通过桩身预埋的应变式钢筋计测试桩身轴力分布,分析了深厚沉积层中大直径钢管桩的轴向承载性状和荷载传递机理。     

潮位对深海筑堤工程深层土体水平位移的影响

深海筑堤工程中必须对深层土体进行水平位移监测。自动化测斜技术每天能在固定时间自动监测传感器读数,如果设置监测间隔为48 min,即潮位隔天的推迟时间,则可以分析出潮位对深海筑堤工程中深层土体水平位移的影响。结合浙江某筑堤工程的自动化测斜随潮位变化的监测数据等,找出潮位对深海筑堤工程中深层土体水平位移的影响及规律,提出适用于类似工程的应用方法和案例。     

颗粒分析试验方法的论证

文章介绍了颗粒分析试验的2种方法,非规范法(常用方法)和规范法。阐述了密度计法的原理及其局限性,讨论了2种试验方法各自所用公式的适用性。通过试验,得出了2种方法的差别,并分析了其中的原因,同时,从定量的角度分析了2种试验方法所得粘粒含量的差别。     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

基于图论的舰船机械设备虚拟拆卸仿真研究

文章将拆卸工艺文件中零部件的约束关系表示为有向图,利用图论的方法自动生成拆卸序列,最后在虚拟仿真平台EON上实现具有交互控制功能的虚拟拆卸全过程。并研制开发了具有通用性的舰船机械设备虚拟拆卸平台。     

上海国际航运中心洋山深水港工程泥沙问题研究综述

洋山深水港海区水深、流大、含沙量高、水流流态紊乱,泥沙淤积问题是建港中的关键问题。文章总结了1998年以来在洋山深水港泥沙方面的研究工作,介绍了研究中采用的手段和方法,归纳总结了洋山深水港区泥沙研究的科研成果及创新点,并对研究成果的科学性作出评述。研究认为,洋山港海域泥沙运动形态以悬移质为主,潮流对泥沙具有起悬和搬运双重作用,水流强弱是港口建成后水深维护的关键;一、二期工程方案封堵小洋山—镬盖塘—小岩礁汊道,建设顺岸式码头,不宜采用挖入式港池方案;北港区规划方案以汊道方案较为稳妥;远景规划方案可采用单通道的南北双汊道规划方案;并基于平衡含沙量理论,提出了海床冲淤演变预测公式和顺岸式港池淤积预报公式。     

基于三维势流理论的耐波性数值预报

准确预报船体运动响应对于砰击等波浪载荷的计算以及合理结构设计具有重要意义。船舶在大幅波浪中的运动呈明显的非线性,而现阶段耐波性预报多采用线性切片方法。三维水动力分析软件 WASIM基于时域势流理论,采用 Rankine面元法预报船舶在波浪中的运动响应,并考虑了多种非线性因素。本文以标模 DTMB5512为对象,采用 WASIM预报其在不同航速下的耐波性,并与基于线性切片理论的计算结果和模型试验结果进行对比。结果表明：利用 WASIM计算得到的船体运动响应比其他方法更接近试验值,合理体现了船舶在风浪中的实际耐波性能。因此,利用 WASIM能够较好地评估船舶在波浪中的非线性耐波特性。