2016' International Summer School on Naval Architecture, Ocean Engineering and Mechanics

I. Overview Naval Architecture and Ocean Engineering covers a wide range of knowledge, and lays equal stress on both theory and practices. New concepts, new technologies and new methods on naval architecture and ocean engineering are continuously emerging. Since 2009, the international summer school on Naval Architecture, Ocean Engineering and Mechanics have provided a valuable learning and communication opportunity for the students to expand their fields of vision, and have comprehensive understanding of the naval architecture and ocean engineering, have already become a well-known brand in the field of Naval Architecture,

从力学的基础性谈工程科学的科研与教学——以《Journal of Ocean Engineering and Science》为例

力学是一门重要的基础学科,也是工程科学的先导和基础。科技期刊是科研成果的载体和服务科研的平台。本文以《Journal of Ocean Engineering and Science》为例,通过分析该期刊刊文的统计信息及与力学相关的文章,揭示了在海洋工程科学研究中涉及的基础学科主要是力学和数学以及两学科的重要性,探讨了力学等基础学科对工程科学的科研与教学方面的推动作用,进而结合该期刊刊文中有关力学问题的研究,讨论并提出了科技期刊促进科研与教学的建议。

浮式液化天然气液化工艺综述

浮式液化天然气(FLNG)技术,适于深海边际气田和小气田的天然气开采,具有投资低、建造周期短、可重复使用的优点。介绍了FLNG的优点和离岸液化天然气的发展史,对FLNG的液化工艺及关键装置的选择进行了论述。

海底热液硫化物——深海采矿前沿探索

结合深海采矿的现状,以海底热液硫化物这一潜在开采对象为基础,对国内外的相关研究与开发动态情况进行了介绍,分析了海底热液硫化开采远景,在剖析海底热液硫化物开采研究现实意义的基础上,提出海底热液硫化物是我国海洋采矿发展的新契机,并建议相关部门结合大洋战略逐步完善我国深海基础机电产品及工程装备研发体系,结合海底热液硫化物探测技术的发展,同步开展开采系统的前期研究工作,从而引导并推进我国深海采矿及海洋工程技术的发展。

海岸和近海工程学科中的科学技术问题

面对 2 1世纪人类对海洋开发利用的需求及其给海岸和近海工程的发展带来的前所未有的机遇和挑战 ,这里着重对下一个世纪人类在海洋能源开发、海洋空间利用、海洋环境保护以及海洋工程防灾减灾方面所依赖的海岸和近海工程学科中应重点研究的一些科学技术问题 ,结合我国的国情进行一些探讨 .诸如 :海洋动力因素及其与海岸和近海工程建筑物相互作用的研究 ,海洋土力学与海床动力学研究 ,海岸和近海工程新结构及其设计理论、可靠性和耐久性研究 ,海洋灾害的精确预报及抗灾减灾工程措施 ,海洋工程抗震防灾机理和减震技术研究 ,海洋再生能源利用 ,海洋环境与保护研究 ,冰区溢油及海冰力学研究等课题都将是 2 1世纪初我国科技工作者们研究的热点 .

海洋钻井绞车用水冷式制动盘瞬态温度场分析

对海洋钻井绞车用水冷式制动盘,建立了三维瞬态热-机耦合理论模型和有限元分析模型。运用有限元分析软件ABAQUS,对钻井绞车紧急制动工况进行了数值模拟,分析了制动盘瞬态温度场分别在半径方向、周向和不同厚度处的分布特征和变化规律。计算结果表明:紧急制动时,制动盘在径向与周向均存在很大的温度梯度,相比之下,径向的温度梯度更大;制动结束时刻,温度的影响层深度很浅,盘面瞬时温度很高且高温区域集中在制动盘摩擦表面的中部区域。很高的盘面温度在短时间得不到消散是导致制动盘高温氧化的重要原因。

波、流联合作用下张力腿平台系索系统疲劳可靠性分析方法研究

论述了对波流作用下张力腿平台系索进行疲劳可靠性分析的两种方法。考虑波流的联合作用,对张力腿平台进行涡激振动动力响应分析得到应力谱。采用Palmgren-Miner线性累积损伤(S-N曲线)方法和断裂力学方法分别建立失效模式的极限状态函数,进行可靠性分析。假设环境荷载的长期分布是由k个短期海况组成,且每一个海况的短期分布服从Rayleigh分布。对应力范围进行雨流修正使其服从Rayleigh分布。通过实例计算对两种方法进行了比较,可靠性分析计算采用一次二阶矩(FORM)方法和Monte Carlo方法。

海洋工程中的若干力学问题

海洋开发和利用离不开海洋工程．海洋工程是以海洋科学为基础，以开发和利用海洋各种资源为目的所建造的一系列工程结构物，以及为完成这一任务所需的技术和仪器设备．近海石油开发就是海洋工程的一个方面．本文以海洋开发中的工程结构物型式为依托，从固体力学、流体力学和土力学三个方面阐述了海洋工程中的若干力学问题。

船载海吊关键部件设计

船载海吊是海洋工程装备的重要工具,对提高效率、安全生产有重要意义。船载海吊是通过回转动作和改变起重臂的跨度,将起重吊钩移至本方货场上方,吊起货物后移至目标船的货场上方,放下货物。与普通起重机械相比,船载海吊没有行走机构,其关键部件包括起升机构、回转机构和变幅机构,即通过起升机构提升或下降货物,通过回转机构在水平方向沿圆弧弧线运移物品,通过变幅机构改变吊臂倾角实现变幅。当然还需要考虑海上波浪运动对作业的影响,船载海吊还包括波浪补偿装置,提出了海浪补偿系统的操作流程。最后,基于AutoCAD对船载海吊进行了三维建模。

圆形重力式深水网箱受灾破坏机理分析

我国沿海地区台风等海洋灾害性气候高发,重力式深水网箱易受到台风等恶劣海洋环境的严重威胁,严重阻碍了我国网箱养殖产业发展。重力式深水网箱受灾破坏形式主要包括浮架受损、网衣严重变形和锚碇脱锚。以温州南麂岛海域的网箱设施情况和水文资料为样本,选取了周长分别为40,60 m及80 m的圆形重力式深水网箱,在水深20,22 m及23 m,波高4~10 m,周期5.4~12.5 s时,通过计算网箱在波浪作用下的水动力响应,利用BP神经网络构建受灾破坏因子与结构受损的定量关系,并利用灰色关联度识别受灾破坏主控因子。分析结果表明,BP神经网络方法可以很好地拟合自变量(受灾破坏因子)与应变量(结构受损)的定量关系。在锚绳破坏中,波高的关联系数为0.59,波高为主控因子;在网衣变形中,周长的关联数为0.39,周长为主控因子;在浮架受损中,周长的关联数为0.58,周长为主控因子。

舱室火灾下船体结构剩余强度分析

为了准确评估火灾事故下船体结构的安全性,基于双区大涡火灾场景数值方法和结构热力耦合响应分析方法,建立了舱室火灾下船体剩余强度分析方法。以一型水面舰船为例,开展了机舱火灾场景模拟和火灾温度分析,以热通量为环境边界结合热传导分析获得了结构温度载荷,在此基础上预报了火灾事故下船体剩余承载能力。计算结果显示:通风条件对于火灾发展和温度分布有着显著影响,以热通量为环境边界结合热传导分析可以有效获得结构温度载荷,火灾高温导致过火区域钢材力学性能的折减和剖面应力的重新分布,从而造成船体承载能力的降低。研究成果对于船舶结构抗火设计和火灾下船体结构安全性评估具有重要意义。

船舶与海洋工程结构力学课程思政教学探索与实践

课程思政是深入贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神,实现立德树人教育教学根本任务的关键举措。结合新时代思政教育改革要求,以哈尔滨工程大学双一流学科船舶与海洋工程主干课程船舶与海洋工程结构力学为例,从专业特色和学科定位出发,阐述开展课程思政的背景和“六个结合”建设思路,分析思政教学内容、思政融入点与力学课程教学的内在联系,探讨多种教学手段在课程思政环节的运用,探索思政教育和力学课程有机融合的教学模式,旨在为同类课程的课程思政教学提供参考和借鉴思路。

创建优质机械工程实验教学中心

该文结合普通工科专业的特点,对机械工程实验室的功能、教学手段和发展规划进行了改革和探索,创建具有海洋、水产特色的机械工程实验教学中心,为进一步深化实验教学改革、提高教学质量打下坚实的基础。

新工科背景下“船舶与海洋工程流体力学”课程改革与创新实践

针对“船舶与海洋工程流体力学”课程教学中学生普遍反映的三大真实问题——“谈‘流体力学’色变”“纸上得来终觉浅”和“卷考何以定乾坤”,以学生发展为中心,探索形成了教/学“六化”课程体系,并构建了“三创新一内核”教学实践:提出了“兴趣—科研—探索”启发式教学模式;实施了“生活流体实践”探究式课程设计;开发了“可替换、增值型-321”多维度考评方式;凝聚了“显隐双性”课程思政内核,以期推动新工科船舶与海洋工程专业的建设,提高人才培养质量,并为相关人员提供一定的参考。

有机玻璃材料在海洋工程结构物的应用现状与发展趋势综述

有机玻璃因为透光性好、弹性模量低、密度低等优点被广泛应用于舷窗、载人潜水器观察窗和水下观光艇等海洋结构物,有机玻璃结构是水下耐压装备整体安全性的关键部位。通过概括有机玻璃材料在海洋结构物应用的情况,总结有机玻璃材料的力学性能和结构强度研究现状,包括率敏感性、粘弹性、蠕变行为、短期和长期失效准则等。进而分析有机玻璃结构设计的标准和方法,探讨有机玻璃材料在海洋工程的应用前景、发展趋势和研究方向,为基于分析的有机玻璃海洋结构设计提供参考。

动力定位钻井平台井口作业指南的分析与计算

动力定位钻井平台已逐步被广泛应用于深水和超深水油气资源的勘探开发。由于面临复杂的海洋环境和作业环境,钻井平台可能会出现动力定位失效移位的紧急情况。文章在分析井口作业指南发展历史的基础上,基于国际上对井口作业指南的要求,研究钻井平台动力定位失效移位模式并对其进行分析,建立钻井平台井口作业指南红色界限值的计算方法,并自主开发相应计算软件;该软件可对钻井平台红色界限值、黄色界限值和警告界限值进行全面计算,完善井口作业指南,保证深水动力定位钻井平台的作业安全。

船舶与海洋工程结构力学课程思政教学实践——以弹性支座化简为例

针对船舶与海洋工程专业力学课程的思政教学案例设计与实践,在黑龙江省教育厅关于课程思政高质量建设实施方案的指导下,该文介绍哈尔滨工程大学船舶与海洋工程结构力学教学团队在课程思政教学中的建设思路与方法。以一次示范课程弹性支座化简为例,首先介绍“一依托、三根据、六结合”的课程思政元素挖掘与运用方法,然后以实际教学案例设计和实施过程,详细阐述了“导入—吸收—推广—内化”的四阶段教学过程,融合经典课程理论与时代思政案例,实现思政融入点与学生课堂情绪同频。最后,给出教学效果分析与教学反思,期待学习交流,提升专业知识教学与课程思政的协同育人水平。

基于工程流体力学的海洋类课程群建设关联性分析

课程群建设是应对培养计划实时更新的有效手段,而在课程群建设过程中的重点是分析课程之间的关联性。文中结合上海海洋大学海洋特色,以工程基础课程工程流体力学为元素,通过对课程内容的分析,探讨了与海洋科学相关专业、海洋工程相关专业以及与食品工程相关专业课程之间的关联关系,为海洋类课程群建设提供帮助与参考。

海洋工程高抗蚀筋材研究进展

随着国家海洋强国建设和“向海经济”发展战略的实施,北部湾、南海区域和东盟沿海重大海洋工程建设进入高速发展阶段。海工钢筋混凝土作为海洋建设的重要基础材料,在近海岸港口码头、跨海桥梁、海底隧道、人工岛屿以及海上钻井平台等领域已有广泛应用,为海工筋材的开发提供了极大的市场推动力。由于处于高温、高湿、高盐雾等复杂的海洋环境,海工筋材普遍存在锈蚀、涂料脱落、开裂以及功能性快速失效等突出问题,其耐蚀性直接关系到混凝土和海洋工程结构的耐久性与服役寿命,以上问题对传统海洋工程材料也提出了新挑战。因此,迫切需要开展提高海工筋材耐蚀性的研究。近年来国内外学者在海工钢筋锈蚀行为和结构耐久性方面开展了大量有益研究,取得了丰硕成果。普通低碳钢筋以大面积整体均匀腐蚀为主,耐蚀能力有限,会降低钢筋握裹力,诱发混凝土结构锈胀开裂和剥落;不锈钢筋临界Cl-浓度高,以局部点蚀为主,锈蚀速率低,但Cr、Ni总含量高达20%,前期成本较高;涂/镀层钢筋可以防止混凝土及其外围环境中侵蚀介质对钢筋的锈蚀,但随着混凝土强度提高和保护层厚度加大,开裂倾向也增加;低合金化钢筋的耐Cl-腐蚀能力较强,具有双层钝化膜结构,Cr和Ni增大了其钝化区间,锈层稳定性高,其腐蚀速率远低于普通低碳钢筋。因此,具有高抗蚀性的合金化海工筋材在向海港口码头、跨海大桥等重大工程中的应用不断加大。本文综述了海洋工程用钢筋材料的研究进展,从钢筋特点、组织结构、耐蚀行为与性能以及耐蚀机理等方面着重进行阐述,并阐明了海洋腐蚀条件下钢筋锈蚀组织变化规律,揭示了低合金化钢筋材料的耐蚀机理,指出高抗蚀筋材耐蚀性研究中存在的问题,最后提出低合金化海工筋材体系开发的必要性及其耐蚀性研究的重点,以期为高抗蚀钢筋的研发及推广应用提供理论依据。

大厚度DH36高强海工钢GMAW+SAW焊接接头的微结构与力学性能

为满足大承载海工结构的焊接需求,作者对60mm厚DH36-Z35高强海工钢进行了CO_(2)气体保护熔化极弧焊GMAW(Gas metal arc welding)+埋弧焊SAW(Submerged arc welding)的组合焊接研究。结果表明,CO_(2)GMAW采用CHW50C6SM焊丝,SAW采用CHW-S3焊丝配以CHF101焊剂,焊接接头未出现软化现象,力学性能满足相关标准要求;350℃及以下温度保温1h的焊后热处理可细化焊接热影响区HAZ(Heat affected zone)的组织,但对焊缝组织影响很小,且一定程度上降低了焊接接头强度和低温冲击韧性;无预热CO_(2)GMAW打底焊层为焊接接头力学性能的薄弱层。