欧洲海洋科考船的现状及发展趋势

欧洲海洋科考船不仅在欧洲而且在全球范围内,在支持海洋科学研究和发展方面发挥着至关重要的作用。本文从船队的规模、能力建设、仪器设备、深海和极地探测、研究设施和科考船管理等方面对欧洲海洋科考船队的现状及发展趋势进行探讨,并分析了对我国科考船可持续发展的启示。

桩土滑移的饱和土中海洋高桩竖向振动特性研究

海洋工程深水基桩下段埋置于土中,基桩上段暴露于水中和空气中,基于一维杆理论建立了饱和土中深水基桩的竖向振动简化计算模型。利用阻抗传递法,获得了深水基桩的桩顶竖向振动频域解析解和时域半解析解。计算结果表明,桩土接触相对滑移模型在接触刚度很大时与完全黏结条件下的深水基桩竖向振动响应基本一致,当接触刚度减小时,基桩动力响应增大,说明完全黏结条件过高地估计了土层的阻抗,造成桩顶响应减弱;频率相关的阻尼系数可以抑制导纳的发散效应,能够更好地模拟桩土动力相互作用。分层模型计算表明,暴露段对基桩振动产生明显影响,时域反射信号在泥面处会产生同向反射,此外,上、下土层的模量比也会对桩的振动响应产生一定的影响,这些不加以甄别会引起基桩检测误判。

基于ABAQUS串列立管碰撞的有限元分析

以两串列立管碰撞为研究对象,运用有限元分析软件ABAQUS,考虑水耦合作用研究串列立管的局部碰撞行为。通过模拟立管碰撞前的静态弯曲和动态碰撞过程,将静态分析的结果导入动态分析步中,从单一因素方面分析碰撞速度、立管夹角、内压对立管碰撞应力的影响,并将考虑水耦合作用和不考虑水耦合作用的应力变化情况进行了对比分析。结果表明:在给定工况下,两立管发生多次碰撞,考虑水耦合作用时,立管碰撞产生的应力较小。在分别考虑和不考虑水耦合时,碰撞速度、夹角、内压对立管应力变化的影响是不同的,初始碰撞产生的应力随碰撞速度的增大而增大,存在某一适当的夹角和内压值,使立管较为安全,可以避免立管遭受撞击而发生破坏,为立管群的排列布置提供参考。

浪、流作用下大型网箱结构强度的数值模拟

在不同的波浪、海流和海生物附着等环境载荷的作用下,大型网箱的位移、锚泊力及结构应力都会发生变化,而当网箱结构发生海生物附着后,网箱所受的载荷会增大,严重时会危及网箱的结构安全。为此,需要研究浪流作用下大型网箱的水动力响应及结构内力。建立单体水面网格锚碇网箱在浪流作用下的数值模型,分别研究波流、海流和海生物附着等因素对网箱的受力和运动的影响,并分析不同海况下网箱的极限强度。结果表明,海流流速和海生物附着厚度对网箱的变形、运动和受力有较大的影响,且随着海生物附着厚度的增加,网箱的极限强度也越来越小。

国内金属切割工艺的应用现状及发展分析

基于国内金属切割技术发展长期滞后的现状,为应对《中国制造2025》的时代要求,根据大量企业应用经验,文中对当下国内外主流的火焰切割、等离子切割、激光切割和高压水刀切割等工艺进行优劣对比,作相应分析和总结,对国内切割技术的发展作出新思考。

基于双尾鳍式的新型仿生自主式水下机器人

为了解决现有自主式水下机器人续航时间短和水中所受阻力大等问题,文中主要设计了一种基于仿生学原理、死点定理和摆动导杆机构的双尾鳍式新型的自主式水下机器人,并详细介绍了它的运行、组成及各个模块的作用。它具有投放回收方便简单、所受阻力小和续航能力久等特点。这种设计在用于复杂的海底勘探和海底维修、救援等任务中增大了该自主式水下机器人的使用程度,并能达到较高的效率。

挖泥船与疏浚业发展现状及研究

挖泥船是一种特殊作业船舶,主要负责清挖水道与河川淤泥。文中结合了部分已发表的文献,通过挖泥船的主要分类、国内外的研究进展、发展历程发展现状与对比,以及挖泥船的未来发展趋势与发展前景等方面,对该类型船及疏浚业进行探讨。

贻贝收获装置的设计和研究

为了解决传统贻贝采摘方式对贻贝损伤等问题,本文提出了一种集自动采摘和分类功能于一体的机械化贻贝收获装置的设计方案。本方案提供了一种不需要大型机械的采摘装置,只需要把该装置放入水中,在水下即可完成脱粒作业,由吸鱼泵传输到船仓内,适合贻贝养殖海域推广使用。

新型不倒翁式海上灯浮标

灯浮标对于船舶的行驶十分重要,尤其是在夜晚的时候,如果没有灯浮标来指引航道,船舶将难以判断前进的方向。由于灯浮标的供电方式有限,灯浮标的管理和维护都很困难。而利用波浪能发电,能减少安全、成本和环境污染等问题。文中介绍了利用波浪能发电来提供灯浮标的电能,根据实际情况自行设计了一种基于电磁感应原理、不倒翁原理的新型灯浮标。

基于DES模型的变截面圆柱绕流数值模拟

针对海洋结构物"卡门涡街"现象抑制或加强的不同用途,基于CFD方法,采用分离涡(DES)模型,对均匀来流下低雷诺数单圆柱绕流进行二维模拟,验证DES方法在低雷诺数时圆柱绕流模拟的可行性,开展低雷诺数下3种变截面圆柱绕流二维数值模拟研究,分别取特征长度D=0.07m,0.09m,0.12m,分析相应的升阻力系数、压力云图、涡量图等,得到不同流体参数和涡脱落形态变化规律。比较得出在二维模型下,当圆柱横截面特征长度改变时,"卡门涡街"现象会发生一定的加强或减弱,并从抑制或利用两个方面给出相应建议。

新型自主悬浮式潮流能发电装置设计

基于水平轴与垂直轴潮流能水轮机的结构原理,设计出一种能凭借来流方向调整悬浮状态的潮流能水轮机发电装置。通过数据分析计算了水轮机的抗倾覆性能并选取合适导流罩结构;采用小规模实验,得到潮流能水轮机的发电效率与水流速度的关系曲线。