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内流作用下深海扬矿硬管流固耦合振动特性数值仿真研究
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作者 田石磊 陈科 尤云祥 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期16-24,共9页
为研究内流作用下扬矿硬管的振动特性,根据相似理论建立包括扬矿硬管、中间仓、内部流场在内的流固耦合有限元模型,计算了扬矿管在内流场作用下的模态频率,并根据计算结果进行谐响应分析;探究了壁厚、内径、恒定内流流速、不同频率与幅... 为研究内流作用下扬矿硬管的振动特性,根据相似理论建立包括扬矿硬管、中间仓、内部流场在内的流固耦合有限元模型,计算了扬矿管在内流场作用下的模态频率,并根据计算结果进行谐响应分析;探究了壁厚、内径、恒定内流流速、不同频率与幅值的脉动内流流速对扬矿管系统振动特性特别是共振行为的影响.结果表明:恒定内流流速下,扬矿管振动位移的频率与其振幅最大的共振频率(12阶固有频率)相一致,主要表现为纵向振动.距中间仓10%管长范围内,扬矿管的振动幅值变化低于5%.相对于保持壁厚不变调整内径,保持内径不变调整壁厚对扬矿管共振行为的抑制作用更为显著.脉动内流幅值大于0.5 m/s时,扬矿管的最大振动位移与等效应力接近线性增长.随着脉动内流频率的增加,存在以12阶固有频率为中心、区间长度为8 Hz的共振带,在共振带内,扬矿管的最大等效应力出现在顶端,沿水深方向逐渐减小. 展开更多
关键词 扬矿硬管 流固耦合 共振响应 有限元分析
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基于视觉的船舶环境感知数据融合算法研究 被引量:17
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作者 甘兴旺 魏汉迪 +1 位作者 肖龙飞 张兵华 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期201-210,共10页
海上安全事故往往由人为因素造成,因对环境条件感知不足而导致的操作失误是一个主要原因。论文提出基于视觉的船舶环境感知数据融合算法,对相机、雷达和船舶自动识别系统(AIS)进行多传感器数据融合,实现对船舶周边环境的高效感知。基于Y... 海上安全事故往往由人为因素造成,因对环境条件感知不足而导致的操作失误是一个主要原因。论文提出基于视觉的船舶环境感知数据融合算法,对相机、雷达和船舶自动识别系统(AIS)进行多传感器数据融合,实现对船舶周边环境的高效感知。基于YOLOv3建立船舶自动识别模型,通过相机图像实现对周边船舶的自动化目标检测。然后,使用IOU匹配算法将雷达与AIS等多源位置信息和视觉信息融合,从而确定周边船舶的位置,提高感知精度。在上海黄浦江上进行的实测结果显示,融合后的检测正确率达94.35%,平均每帧检测时间为98.54 ms,与传统感知的效果相比有较大的提高。 展开更多
关键词 目标识别 数据融合 智能船舶 航道预警
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大型漂浮式风电装备耦合动力学研究:历史、进展与挑战 被引量:16
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作者 温斌荣 田新亮 +1 位作者 李占伟 彭志科 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期731-808,共78页
风电是可再生能源的主力军,在优化能源结构、缓解气候变化方面发挥着重要作用.经过数十年的发展,风电装备逐渐向大型化和离岸化方向发展,并由此形成“由陆向海,由浅入深,由固定式向漂浮式”的演变之路.在水深大于50米的深远海域,采用漂... 风电是可再生能源的主力军,在优化能源结构、缓解气候变化方面发挥着重要作用.经过数十年的发展,风电装备逐渐向大型化和离岸化方向发展,并由此形成“由陆向海,由浅入深,由固定式向漂浮式”的演变之路.在水深大于50米的深远海域,采用漂浮式支撑基础搭载大型或超大型风电机组是兼顾技术可行度和成本优势的理想选择.如今,大型漂浮式风机已成为下一代深远海风能大规模开发的主力装备,是深化海洋风能开发的先导战略性高端装备,是风电领域的研究热点和技术高地.本文围绕大型漂浮式风电装备耦合动力学问题,综述了国内外浮式风电技术的发展历程和研究现状,结合作者团队多年的研究与实践经验,介绍了浮式风机耦合动力学及其优化控制中的基础问题与研究现状,总结了现阶段浮式风机耦合动力学研究中的困难与挑战,为浮式风电研究人员提供参考. 展开更多
关键词 浮式风机 耦合动力学 空气动力学 模型试验 半实物试验 振动控制
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浅水半潜型浮式风机基础概念设计与模型试验研究 被引量:8
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作者 杨灿 肖龙飞 +2 位作者 程正顺 曹群 刘明月 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期128-140,共13页
目前我国海上风电开发主要集中在近海海域。我国近海海域水深相对较浅,在浅水非线性波浪载荷作用下,浮式基础动力响应呈现显著非线性特性,导致浮式风机基础及其系泊系统设计极具挑战。针对我国近海浅水海域环境条件,基于半潜型浮式风机... 目前我国海上风电开发主要集中在近海海域。我国近海海域水深相对较浅,在浅水非线性波浪载荷作用下,浮式基础动力响应呈现显著非线性特性,导致浮式风机基础及其系泊系统设计极具挑战。针对我国近海浅水海域环境条件,基于半潜型浮式风机基础概念SPIC,采用参数化建模与优化方法,开展了42 m水深条件下半潜型浮式风机基础概念设计,并在海洋工程水池开展1∶50缩尺模型试验。模型试验的结果表明:半潜式浮式风机基础概念设计具有稳定性好、动力性能优良等优点,浮式基础纵摇运动、机舱加速度等指标满足规范要求。模型试验结果验证了该概念的可行性。 展开更多
关键词 浮式风机 半潜型基础 浅水 概念设计 模型试验
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我国南海资源开发装备发展研究 被引量:8
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作者 田辰玲 杨建民 +3 位作者 林忠钦 李欣 程正顺 柳存根 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期84-94,共11页
南海是我国面积最大的海域,超过70%为深海区域,蕴藏着丰富的深海资源,尤其是深海油气、深海矿产等。高温、高湿、高盐是我国南海区别于其他海域的主要特征,研究适用于南海资源开发的海洋装备具有重要的战略意义。本文首先分析总结了国... 南海是我国面积最大的海域,超过70%为深海区域,蕴藏着丰富的深海资源,尤其是深海油气、深海矿产等。高温、高湿、高盐是我国南海区别于其他海域的主要特征,研究适用于南海资源开发的海洋装备具有重要的战略意义。本文首先分析总结了国内外主要海洋资源开发装备的发展现状及趋势,详细分析了南海资源开发装备的发展需求与关键技术,提出了南海资源开发装备的发展目标和发展思路等。最后从装备与产业发展角度,提出了南海资源开发装备产业的发展建议:依托海南省建设深海油气开发关键技术研发中心和应急救援中心、深海矿产资源开发装备研发中心、深海养殖示范区和试验区以及国家南海深远海海上综合试验场等,逐步建设“国家深海科技创新中心”“国家深海工程装备保障基地”“国家深海科技产业中心”等。 展开更多
关键词 南海资源 海洋装备 深海油气资源 深海矿产资源 海上试验场
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张力腿平台涡激运动特性数值模拟与模型试验研究 被引量:7
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作者 田辰玲 刘明月 +1 位作者 王世圣 肖龙飞 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期192-200,共9页
针对张力腿平台显著的涡激运动可能威胁平台安全的问题,以原计划用于开发南海流花16-2油田群的某张力腿平台为研究对象,通过数值模拟和模型试验方法,研究了典型流向角下张力腿平台的涡激运动特性。研究表明:0°流向角下张力腿平台... 针对张力腿平台显著的涡激运动可能威胁平台安全的问题,以原计划用于开发南海流花16-2油田群的某张力腿平台为研究对象,通过数值模拟和模型试验方法,研究了典型流向角下张力腿平台的涡激运动特性。研究表明:0°流向角下张力腿平台的横向运动响应最显著,其最大幅值的无量纲标称值约为0.40,而45.0°流向角下其横向运动响应幅值最小,最大无量纲标称值约为0.23;0°和45.0°流向角下张力腿平台的首摇运动响应相当;数值计算中,采用多面体网格和六面体网格的模拟结果相差不大,二者与模型试验的结果均在较小的折合速度下吻合较好,但在大的折合速度下有较大的偏差,且数值计算的响应值相对模型试验结果偏小;整体而言,六面体网格的模拟结果与模型试验结果的吻合度更高。本文研究为张力腿平台的研究与设计提供了参考。 展开更多
关键词 张力腿平台 涡激运动 模型试验 数值模拟 运动响应 多面体网格 六面体网格 折合速度
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深海悬垂取水管振动特性研究 被引量:2
7
作者 李京京 刘明月 郭琳 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期42-55,共14页
深海悬垂取水管的设计趋向于大直径、高内流流速,内流对取水管振动特性的影响不可忽略,分析内部流动引起的管道动态失稳行为以及评估失稳临界流速具有重要工程意义。基于小尺度模型试验,研究内流对深海悬垂取水管道振动特性的影响规律,... 深海悬垂取水管的设计趋向于大直径、高内流流速,内流对取水管振动特性的影响不可忽略,分析内部流动引起的管道动态失稳行为以及评估失稳临界流速具有重要工程意义。基于小尺度模型试验,研究内流对深海悬垂取水管道振动特性的影响规律,结果表明:随着内流流速增加,取水管模型会发生动态失稳行为,表现为一种间歇性的近周期运动,该运动主要由管道一阶弯曲模态引起的不稳定性诱导。管道材料、顶端连接方式及底部配重块均影响其动态稳定性,顶端固定连接时质量比小的管道更易发生动态失稳;顶端变为铰接时,质量比大的管道失稳临界流速变小,质量比小的管道失稳临界流速变大。相比顶端边界条件,底部配重块对管道失稳临界流速影响不显著但可以减小其振动幅值。 展开更多
关键词 悬垂取水管 动态失稳 临界流速评估 试验研究
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风浪流联合作用下半潜式风机与网箱集成系统耦合动力响应特性 被引量:5
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作者 许仕杰 程正顺 +1 位作者 杨立军 曹群 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期66-75,共10页
[目的]旨在研究半潜式风机与网箱集成系统在风浪流作用下的耦合动力特性。[方法]基于自主设计的SJTU-SPIC半潜型漂浮式风机,提出漂浮式风机和网箱集成系统概念并建立数值仿真模型,采用气动−水动−控制−结构−系泊全耦合分析方法,开展风浪... [目的]旨在研究半潜式风机与网箱集成系统在风浪流作用下的耦合动力特性。[方法]基于自主设计的SJTU-SPIC半潜型漂浮式风机,提出漂浮式风机和网箱集成系统概念并建立数值仿真模型,采用气动−水动−控制−结构−系泊全耦合分析方法,开展风浪流联合作用下系统耦合动力响应特性研究。[结果]数值仿真结果表明:加装网箱后会引起更大纵荡运动,但会抑制纵摇运动,有利于提升风机发电稳定性;加装网箱后对系泊载荷和发电功率的影响很小。[结论]半潜型漂浮式风机与网箱集成系统的动力学特性与原半潜型漂浮式风机类似,该集成系统是可行的。 展开更多
关键词 半潜式风机 网箱 动力响应 数值模拟
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力学与声学超材料在船舶工程中的应用研究综述 被引量:4
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作者 张栗铭 杨德庆 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-19,47,共20页
海洋环境的复杂性以及兵器攻击中强非线性载荷的作用,使得采用常规材料制造的舰船结构难以满足安全性、隐身性、轻量化和舒适性等综合设计指标要求,而超材料凭借其性能的人工可设计性和性能超颖性,成为解决上述工程需求的有效途径之一... 海洋环境的复杂性以及兵器攻击中强非线性载荷的作用,使得采用常规材料制造的舰船结构难以满足安全性、隐身性、轻量化和舒适性等综合设计指标要求,而超材料凭借其性能的人工可设计性和性能超颖性,成为解决上述工程需求的有效途径之一。总结近10年来超材料在船舶工程中的理论及应用研究现状,围绕船舶抗爆抗冲击、轻量化、承载和减振降噪等几个方面,重点梳理力学超材料和声学超材料的设计方法与应用研究进展。指出船用超材料的大尺度、高效、低成本制造技术是未来船用超材料应用中亟待突破的方向与瓶颈,船用超材料的高承载性、宽频段带隙设计和低频段带隙设计已成为具有潜力的研究热点。 展开更多
关键词 船舶 超材料 轻量化 减振降噪 抗爆抗冲击
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畸形波作用下半潜式平台波浪爬升与气隙响应特性 被引量:5
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作者 李业成 宋扬 +3 位作者 李新超 李欣 卢文月 邓燕飞 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期20-28,共9页
半潜平台的波浪爬升与气隙响应是设计过程中的重要考量因素。为探究随机波浪场中畸形波对半潜平台波浪爬升及气隙响应的影响,将含畸形波的随机波浪试验与一般随机波浪试验结果进行了对比研究分析。对模型试验测得的运动以及监测点处的... 半潜平台的波浪爬升与气隙响应是设计过程中的重要考量因素。为探究随机波浪场中畸形波对半潜平台波浪爬升及气隙响应的影响,将含畸形波的随机波浪试验与一般随机波浪试验结果进行了对比研究分析。对模型试验测得的运动以及监测点处的波浪爬升及气隙进行频谱分析以及极值统计分析。研究发现,纵荡和纵摇的极大值主要受畸形波的影响而显著增大,纵荡、垂荡以及纵摇响应谱几乎不受单个畸形波影响;波浪爬升与气隙的极大值受到畸形波的影响而增大,同时,畸形波对气隙响应谱造成极大影响,增强了波浪爬升与气隙响应的非线性性。 展开更多
关键词 半潜平台 畸形波 随机波浪 波浪爬升 气隙响应
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亚临界区圆柱绕流相干结构壁面模化混合RANS/LES模型 被引量:1
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作者 季梦 尤云祥 +3 位作者 韩盼盼 邱小平 马乔 吴凯健 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期190-216,共27页
本文发展了一种具有壁面模化大涡模拟能力的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)和大涡模拟(LES)方法的混合模型(简称WM-HRL模型),致力于对亚临界区雷诺数钝体绕流相干结构这类复杂流动现象进行高置信度的CFD解析模拟研究.该方法通过一个仅与... 本文发展了一种具有壁面模化大涡模拟能力的雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)和大涡模拟(LES)方法的混合模型(简称WM-HRL模型),致力于对亚临界区雷诺数钝体绕流相干结构这类复杂流动现象进行高置信度的CFD解析模拟研究.该方法通过一个仅与当地网格空间分布尺寸有关的湍动能解析度指标参数rk即可实现从RANS到LES的无缝快速转换,并且RANS/LES混合转换区的边界位置及其各个分区(包括RANS区、LES区及RANS/LES混合转换区)对湍动能的解析能力均可通过两个指标参数nrk1-Q和nrk2-Q准则进行预先设定.通过对雷诺数Re=3900下圆柱绕流场的系列数值模拟研究,获得了能够高置信度解析并捕捉其绕流场中三维时空瞬态发展相干结构特性的湍动能解析度指标参数nrk1-Q和nrk2-Q准则的组合条件.研究表明,该WM-HRL模型不仅能够准确获取圆柱绕流场中剪切层小尺度K-H不稳定性结构的精细谱结构,而且在同一套网格系统下通过变化湍动能解析度指标参数nrk2-Q和nrk1-Q准则的组合条件,还可以精细解析圆柱绕流场中两类不同回流区的长度结构特征,及其对应的圆柱尾部近壁面处V和U形两个平均流向速度剖面的分支结构特性. 展开更多
关键词 圆柱绕流 相干结构 KELVIN-HELMHOLTZ不稳定性 混合RANS/LES模型
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海洋结构物波浪砰击的数值研究综述 被引量:1
12
作者 张念凡 肖龙飞 陈刚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期127-140,共14页
波浪砰击是发生在波浪与结构物之间的一种强非线性相互作用,其载荷通常具有峰值大、作用时间短的特点.近年来,海上极端环境导致海洋结构物经常遭受严重的波浪砰击,造成生命和财产损失,从而使得波浪砰击问题备受重视.对于复杂的砰击过程... 波浪砰击是发生在波浪与结构物之间的一种强非线性相互作用,其载荷通常具有峰值大、作用时间短的特点.近年来,海上极端环境导致海洋结构物经常遭受严重的波浪砰击,造成生命和财产损失,从而使得波浪砰击问题备受重视.对于复杂的砰击过程,理论分析和模型实验仅能给出砰击载荷的简化解析解及有限的砰击流场信息,数值模拟逐渐成为研究波浪砰击问题的有效手段.目前,国内外学者已经对海洋结构物的波浪砰击载荷特性、砰击作用过程及其影响因素等问题开展了大量的数值研究,并获得了许多重要的研究结论.针对海洋结构物波浪砰击的数值研究进展、现有方法及重要结论进行综述,为波浪砰击数值模拟的进一步研究提供有益参考. 展开更多
关键词 波浪砰击 数值模拟 边界元法 光滑粒子流体动力学 数值水池 流体体积法
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深海采矿细颗粒羽状流数值模拟研究 被引量:4
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作者 刘港慧 刘磊 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期150-160,共11页
深海采矿尾矿排放产生的细颗粒羽状流会对海底生态环境造成影响,预测尾矿排放羽状流行为及其对环境影响具有工程意义。基于欧拉多相流方法,采用欧拉双流体模型对深海采矿细颗粒羽状流开展数值模拟研究,分析近海底排放的羽状流演化和发... 深海采矿尾矿排放产生的细颗粒羽状流会对海底生态环境造成影响,预测尾矿排放羽状流行为及其对环境影响具有工程意义。基于欧拉多相流方法,采用欧拉双流体模型对深海采矿细颗粒羽状流开展数值模拟研究,分析近海底排放的羽状流演化和发展过程,探究羽状流初始排放质量浓度、排放速度对羽状流扩散过程的影响。结果表明:初始排放条件对羽状流演化性质有重要影响。主射流区被稀释的程度随着初始入射速度的增大而减小,随着入射质量浓度的增大而增大;初始羽状流入射速度和质量浓度越大,撞击海底后的水平方向流动速度越快,影响区域越广;水平速度的峰值随着初始入射速度的增大呈对数增长;当初始质量浓度和速度高于50 g/L和0.5 m/s时可能会导致颗粒在海底撞击点附近堆积成坡状,影响底流的后续发展。研究结果可以为深海采矿尾矿排放参数选择提供参考。 展开更多
关键词 深海采矿 细颗粒羽状流 数值模拟 多相流
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基于EMD-LSTM模型半潜平台运动极短期预报 被引量:5
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作者 魏强强 李欣 +1 位作者 李新超 卢文月 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期29-37,共9页
半潜平台在复杂海洋环境作用下,会发生不规则的六自由度运动响应。这种平台运动的不规则性和随机性对平台作业、栈桥控制以及直升机起落等造成极大的不确定和未知风险。因此,在极短期内准确快速预报平台运动响应对深海浮式平台作业和设... 半潜平台在复杂海洋环境作用下,会发生不规则的六自由度运动响应。这种平台运动的不规则性和随机性对平台作业、栈桥控制以及直升机起落等造成极大的不确定和未知风险。因此,在极短期内准确快速预报平台运动响应对深海浮式平台作业和设备安全具有重要的实际意义。然而目前针对浮式平台运动响应的计算主要是基于势流理论,对确定波浪激励下的平台一阶运动和二阶慢漂运动进行求解,计算的时效性不能满足实际需求。此外,还需要对入射波浪时历进行准确预报,导致平台运动响应准确计算更加困难。针对上述难题,提出了基于EMD-LSTM模型进行平台运动极短期预报的方法。该方法以半潜平台模型试验数据为研究对象,首先对平台运动响应的时间序列进行预处理,接着采用经验模态分解算法(EMD)将时间序列分解成相对平稳的分量,再利用长短期记忆(LSTM)神经网络可以处理复杂非线性长时间序列的优点,对时间序列进行训练预测,最后进行仿真,同时与传统LSTM模型与EMD-BP模型进行对比,仿真结果表明基于EMD-LSTM模型的平台极短期预报方法精度较高,该方法是可行的,具有工程应用的实际意义。 展开更多
关键词 经验模态分解 长短期记忆网络 极短期预报 时间序列 半潜平台 运动响应
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半潜式养殖网箱全耦合数值模型及其在规则波下的动力响应特性
15
作者 毕鑫嗣 张显涛 +3 位作者 朱云龙 周春华 张雪燕 王瀚彬! 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期6-16,67,共12页
随着水产养殖从近海至深远海的发展,具有抵抗恶劣海况能力的新型半潜式养殖网箱被相继设计和制造,研究其水动力性能具有重要的工程意义。基于势流理论和莫里森模型,结合三维面元法和有限元法建立半潜式养殖网箱主体框架-网衣-系泊系统... 随着水产养殖从近海至深远海的发展,具有抵抗恶劣海况能力的新型半潜式养殖网箱被相继设计和制造,研究其水动力性能具有重要的工程意义。基于势流理论和莫里森模型,结合三维面元法和有限元法建立半潜式养殖网箱主体框架-网衣-系泊系统全耦合数值模型,在验证数值模拟的可靠性后,分析规则波下网箱的水动力响应与结构应力响应,重点关注网箱各部分的相对运动。结果表明,网箱的运动由慢漂运动和波频运动两部分组成,其中慢漂运动会造成平衡位置的偏置;在波浪传播方向上,框架中同一高度处的节点几乎不发生相对运动,而不同高度处的节点由于竖向梁的旋转和弯曲而存在相对错位;侧向网衣中心区域存在较大的结构变形,从而导致了柔性网衣与主体框架存在较大的相对运动。此外,还分析了波浪参数和网衣密实度对网箱运动的影响。研究成果可为半潜式养殖网箱数值模拟方法提供一定参考。 展开更多
关键词 半潜式网箱 全耦合数值模型 水动力响应 结构响应 相对运动
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均匀流作用下半潜式养殖网箱立柱和网衣耦合水动力数值研究
16
作者 陈诚 王瀚彬 +1 位作者 张雪燕 张显涛 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第4期606-614,共9页
为满足水产养殖场向深远海扩张的趋势,近年来一系列新型网箱概念被提出。该文以半潜式网箱的基本组成单元,立柱—网衣组合结构为研究对象,对其在均匀流下的水动力耦合特性开展了数值研究。采用多孔介质模型对网衣结构进行建模,采用k-ε... 为满足水产养殖场向深远海扩张的趋势,近年来一系列新型网箱概念被提出。该文以半潜式网箱的基本组成单元,立柱—网衣组合结构为研究对象,对其在均匀流下的水动力耦合特性开展了数值研究。采用多孔介质模型对网衣结构进行建模,采用k-ε湍流模型进行数值计算;测量了仅立柱、仅网衣和立柱—网衣组合结构的升阻力特性,初步揭示了立柱和网衣之间的水动力耦合机理。研究结果表明:网衣结构的存在总会使立柱所受阻力增加,这主要与立柱前侧表面压强增大有关;相反,立柱结构的阻塞作用会影响网衣区域的局部流场,使网衣所受阻力增大,其对网衣升力的影响主要与来流角度有关。该研究表明,对新型半潜式网箱等海洋结构物进行水动力分析时,应当考虑立柱和网衣之间的水动力相互作用。 展开更多
关键词 半潜式网箱 立柱—网衣组合结构 多孔介质模型 升阻力特性 耦合机理
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基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析
17
作者 赵丽刚 盛瑞琨 +1 位作者 胡建辉 杨德庆 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期942-950,共9页
气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声... 气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。 展开更多
关键词 全垫升气垫船 水下辐射噪声 固-气-液耦合 噪声传递特性
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固液两相混合内流激发管道振动失稳特性研究
18
作者 周顶昌 马永奇 +2 位作者 尤云祥 陈伟 冯爱春 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第2期264-273,共10页
该文基于动量守恒原理,引入滑移模型,建立了固液两相混合内流激发提升管振动失稳控制模型。利用简谐微分求积(Harmonic differential quadrature,HDQ)方法求解振动控制方程,分析了均布和非均布网格耦合边界端点平移的网格布置策略对HDQ... 该文基于动量守恒原理,引入滑移模型,建立了固液两相混合内流激发提升管振动失稳控制模型。利用简谐微分求积(Harmonic differential quadrature,HDQ)方法求解振动控制方程,分析了均布和非均布网格耦合边界端点平移的网格布置策略对HDQ方法求解精度的影响,结果表明:固液两相流体与单相流体激发的管道振动特性有明显差异;在固支-弹性约束边界条件下,一阶临界流速随着固相颗粒输送浓度和粒径的增加而增加,二阶临界流速反而减小,一、二阶临界频率均增大;输送浓度对临界流速和频率的影响明显,但对颗粒粒径的影响程度十分有限。 展开更多
关键词 固液两相 混合内流 管道失稳 简谐微分求积方法 网格布置
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基于逆有限元方法和位移振型函数的薄板动载荷识别方法
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作者 李可路 肖龙飞 +2 位作者 刘明月 寇雨丰 魏汉迪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期284-290,共7页
动载荷识别对于结构设计和健康监测具有重要意义。利用在工程实践中容易获得的应变响应,提出了一种基于逆有限元方法和位移振型函数的薄板动载荷识别方法,能够同时识别动载荷空间分布和时间历程。首先,逆有限元方法可以利用离散应变数... 动载荷识别对于结构设计和健康监测具有重要意义。利用在工程实践中容易获得的应变响应,提出了一种基于逆有限元方法和位移振型函数的薄板动载荷识别方法,能够同时识别动载荷空间分布和时间历程。首先,逆有限元方法可以利用离散应变数据重建离散位移场。然后,采用位移振型函数拟合得到连续位移场,将拟合良好的振型函数代入薄板微分控制方程中确定识别载荷。最后,通过薄板集中载荷和全局分布载荷识别的两个数值算例,验证该方法的可行性和准确性。结果表明,提出方法对于薄板动载荷的识别是有效且准确的。 展开更多
关键词 动载荷识别 应变响应 薄板 逆有限元方法 位移振型
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基于离散模块梁单元理论的超大型浮体在非稳态载荷下的水弹性响应
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作者 陈永强 宋炜 张显涛 《中国海洋平台》 2024年第1期17-25,共9页
使用离散模块梁单元(Discrete-Module-Beam,DMB)理论计算超大型浮体在非稳态载荷下的水弹性,包括位移响应和结构力响应。使用三维势流理论进行水动力分析,并基于Cummins方程将DMB方法扩展至时域;使用子梁法进行位移响应还原。在求解结... 使用离散模块梁单元(Discrete-Module-Beam,DMB)理论计算超大型浮体在非稳态载荷下的水弹性,包括位移响应和结构力响应。使用三维势流理论进行水动力分析,并基于Cummins方程将DMB方法扩展至时域;使用子梁法进行位移响应还原。在求解结构力响应时,结构被视作无支持、两端自由的无质量梁,将其所受外载荷按沿结构纵向分布是否已知划分为2类。对于已知分布的外载荷,直接对其进行积分即可获得结构力分布;对于未知分布的外载荷,使用改进后的三次曲线插值法求解结构力分布。计算定点货物移动和飞机降落工况下的水弹性响应。采用DMB方法可准确计算结构位移响应,也可给出非稳态加载过程中初始阶段的弯矩分布,并体现由集中力作用引起的弯矩突变。 展开更多
关键词 超大型浮体 离散模块梁单元 非稳态载荷 位移响应 结构力响应
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