海洋试验场开放共享机制探讨

推动大型科研设施与仪器开放共享是我国深入实施创新驱动的发展战略,也是持续支撑科技创新的重要举措。海洋试验场是海洋科技创新、产业发展和业务体系建设的重要平台,其秉持公益、开放、共享的原则,助力海洋经济高质量发展。海洋试验场开放共享将会成为海洋强国创新驱动发展的“助推器”。文章比较了国内外大型科研设施与仪器开放共享的政策与现状,分析了国家和市场对海洋试验场的共享需求,依据我国海洋试验场已具备的条件,探讨了试验场共享内容、方式和机制,提出了海洋试验场向社会开放共享的若干建议。

基于API规范法的海上风电大直径钢管桩水平承载特性计算

海上大口径钢管桩试桩静载测试成本高、周期长、技术困难度大,且有关测试数据和研究成果也相对缺乏。为此,根据上海杭州湾海域风电项目大口径钢管桩的现场水平方向静载测试结果分析,利用国际API标准建议的p-y曲线方法,并结合有限差分方法,系统研究了钢管桩水平承载特性和桩周土参数的取值,提出针对API规范的桩基水平承载参数取值建议与钢管桩水平承载特性分析。结果表明,地基上部土壤的性质是影响基桩水平承载特点的最主要因素;在各级水平测试荷载作用下,桩体变形和弯矩的计算值,基本为水平试验值的外包络线;而基于API标准中建议的p-y荷载-位移曲线,可用来分析大口径钢管桩的水平承载力特性。

国家海洋能试验场波浪能评估计算

通过波浪浮标实测数据对SWAN模型进行验证,将一年的波浪条件分为5个代表波况(2011年7月—9月典型波浪条件、2011年7月—9月台风过程峰值、2011年10月—12月典型波浪条件、2012年1月—3月典型波浪条件以及2012年4月—6月典型波浪条件),利用验证后的SWAN模型对成山头海上试验场区的各波况下的波浪条件进行模拟,计算波功率的空间分布,选取波况1作为各个季度的典型代表波况以及波况2台风过程峰值波况,进行试验场波功率空间分布分析.基于各代表波况出现天数进行时间加权计算,得到一年内平均波功率分布,选取了波能聚集的3个近岸点作为波浪能发电装置的推荐布放位置.

海洋工程试验池中风场模拟

在考虑海洋工程装备在极端海况和运行海况下的载荷与受力,风载荷也是一个不可忽视的因素。目前物理模型试验仍是研究海洋工程结构物载荷与运动性能的重要手段,而深海结构物在水平漂移运动较大,如何在较大范围内得到满足试验要求的风场,是提高试验能力的重要问题。应用数值计算方法对大范围的风场模拟进行了分析,并进行了相应的物理实验,在此基础上对海洋工程试验的风场模拟提出了若干建议。

5052和6061铝合金在中国南海深海环境下的腐蚀行为研究

通过实海暴露实验,研究了5052和6061铝合金在中国南海海域800和1200 m深海环境下浸泡3 a的腐蚀行为.采用SEM,EDS和XRD技术,分别进行了腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分和相组成分析.结果表明:2种铝合金在深海环境下均发生了很严重的局部腐蚀,表面形成了白色的腐蚀产物,腐蚀产物由Al_2O_3,SiO_2,以及少量Mg_3(SO_4)_2(OH)_2和NaCl组成.5052和6061铝合金均在铆接区域产生了缝隙腐蚀穿孔,其中,5052铝合金还在截面形成了沟槽状腐蚀坑.在样品主表面,5052和6061铝合金主要发生点腐蚀,其中6061铝合金表面的点蚀坑深度更大,密度更高,且在800 m深海环境下发生了点蚀穿孔.分析表明,随着水深的增加,5052和6061铝合金的最大点蚀坑深度先增加后降低,最大点蚀坑深度的最大值出现在水深800 m左右.这是由于800 m深海中的溶氧量最低,促进了局部腐蚀的发生.

铜合金在中国南海深海环境下的腐蚀行为研究

通过实海暴露实验,研究了H62黄铜,QAl9-2铝青铜和QSn6.5-0.1锡青铜在中国南海海域800和1200 m深海环境下浸泡3 a的腐蚀行为.结果表明:H62黄铜的腐蚀速率最高,达到0.042 mm/a;QAl9-2铝青铜最低,仅为0.003 mm/a;QSn6.5-0.1锡青铜居中,约为0.004—0.007 mm/a.分析表明:随着水深的增加,H62黄铜的腐蚀速率呈线性降低;QAl9-2铝青铜和QSn6.5-0.1锡青铜的腐蚀速率随水深的增加先降低后升高,腐蚀速率的最小值出现在水深800—1200 m之间.采用SEM,EDS和XRD技术,进行了腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分及相组成分析,结果表明:H62黄铜发生了严重的脱锌腐蚀,腐蚀产物由Cu,ZnO,Zn_5(OH)_8Cl_2H_2O和Cu(OH)_2H_2O组成,符合溶解-再沉积机制;QAl9-2铝青铜和QSn6.5-0.1锡青铜发生了脱成分(Al,Sn)腐蚀,QAl9-2铝青铜的腐蚀产物由Cu_2O和CuCl_2组成,QSn6.5-0.1锡青铜的腐蚀产物由Cu_2O,CuCl_2和Cu_2Cl(OH)_3组成.

海洋仪器试验场测试装置立管结构设计与强度分析

根据海洋仪器试验场建设需要,对传感器等海洋仪器进行检测的装置立管及其附属结构进行设计与分析十分必要。检测装置由不同直径的PE立管相互嵌套为主体,可搭载5个直径50 mm的传感器,传感器挂载装置可自动适应海上潮位变化,螺旋桨旋转形成涡流以清除附着生物。CFD圆柱绕流仿真计算以及对装备固定螺栓组和卡箍失效分析结果表明,消波管可引导装备立管绕流及尾流的汇流,控制尾流的流向,削弱流体流经立管时产生的涡流影响,并且装置在海上作业具有较高的抗风浪性和可靠性。在上海市浦东芦潮港水文检测站进行的测试表明,装置整体结构强度和形变符合设计要求,能够满足海洋仪器试验场测试装备的需要。