线上教学中分布式教学体系构建方法研究——以山东科技大学海洋科学与工程学院本科教学为例

本文针对线上教学中课堂教学效果难以把控、课下实践应用不易推进等问题,提出线上分布式教学体系的构建方法。本文以建立教师讲授、学生应用反馈、师生协同创新实践的良性教学体系为目标,以“学生”为中心,以线上授课、虚拟实验、线上应用、网络授课平台、虚拟实验平台、社会经济发展为主要节点,结合山东科技大学海洋科学与工程学院教学实例,研究各节点的实现途径及其相互关系。

经略海洋背景下海洋人才 科教融汇培养体系研究——以山东科技大学“蓝菁”一体化育人体系为例

经略海洋是我国建设世界海洋强国的逻辑旨归,而海洋人才是我国世界海洋强国建设的第一资源。为探索科教融汇背景下海洋高校人才培养体系,围绕海洋技术、船舶与海洋工程理论特色专业,构建“蓝菁”一体化育人体系,提出一系列特色育人方法,集中体现立德树人、培养海洋人才的根本目标。实践表明,该体系对培养出德智体美劳全面发展,具有国际视野和海洋精神、人文素养与合作意识、创新创业能力和实践技能的复合型海洋应用人才具有重要的借鉴价值。

极地半潜式海洋平台在不同环境载荷下的动态响应分析

北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载荷和冰载荷的作用。本文研究某半潜式海洋平台在波浪、平整冰以及碎冰不同工况下的动态响应,采用势流理论和莫里森方程计算波浪载荷,利用离散元方法求解冰载荷,使用细长体有限元的方法分析锚泊系统,通过非线性时域计算求解得出平台的运动以及锚泊系统受力。结果显示:相较于其他环境载荷,平整冰作用下锚链的张力最大;在较小的海冰厚度、海冰密集度和冰块平均面积下的碎冰区,平台的运动符合现行安全规范。本文的研究可为北极地区油气资源的安全开发提供参考价值。

海洋原油外输软管拉伸刚度影响参数研究

海洋原油外输软管广泛用于海上FPSO和油轮的原油外输,软管在海洋环境作用下会受到轴向拉力,拉伸刚度是影响轴向受力的关键结构性能参数。根据《API SPEC 17K》标准和《GMPHOM2009》规范的要求,需要确定软管的拉伸刚度。基于Rebar方法定义海洋原油外输软管的帘线增强层,利用有限元软件ABAQUS建立某国产海洋原油外输软管的轴向拉伸模型,并计算不同结构参数条件下的软管拉伸刚度。计算结果表明:帘线增强层是海洋原油外输软管的主要抗拉伸结构层,帘线铺设角度越小其拉伸刚度越大,软管抗拉伸能力对帘线层数比较敏感,帘线层数越多软管抗拉伸能力越强;螺旋钢筋层的钢筋直径和螺距在一定程度的拉力范围内与软管的拉伸刚度保持良好的线性关系,软管的拉伸刚度随着钢筋直径的增大而增大,随着螺距的增大而减小。研究结果可为海洋原油外输软管的结构设计和实际应用提供参考。

海洋类专业课程“课程思政”的探索与实践——以“海洋环境学”为例

海洋强国战略的提出为高校培养高质量海洋类专业人才提出了更高的要求。开展并深化海洋类专业课程“课程思政”建设,是实现高等学校涉海专业人才全方位培养的重要保障,是推动立德树人根本任务创新性实践的重要途径。海洋环境学课程是海洋科学类专业的重要基础课程,本课程的开设背景及专业定位决定了对其进行“课程思政”建设的必要性。本文以“海洋环境学”为例,挖掘提炼课程中的思政元素,从教学目标、教学方法、考核评价体系等方面进行了剖析与探索,并对“课程思政”融入教学过程进行了初步的实践,以期不断推进润物细无声式“课程思政”的内涵建设,为新形势下高校涉海类专业课程的思政教育提供思路和方法。

工程教育背景下航运安全人才培养模式探索

为使安全工程专业人才培养模式与行业需求、个人发展相适应,基于I+CDIO工程教育理念构建面向航运特色的安全人才培养模式,通过思政教育引领全局,围绕“构思—设计—执行—运转”定位培养目标、设计教学内容、调整课程体系、重构教学计划,提出以航运需求和学生综合能力为中心的培养方案,通过反馈机制实现质量监控与持续改进,保障航运安全人才培养体系有序运转。

安全科学与工程硕博学位论文主题与方法研究

为认识我国安全科学与工程硕博学位论文（简称安全学位论文）的研究主题分布、主题演化和研究方法,从CNKI中国硕博论文数据库中,检索获取5 756篇安全学位论文,使用关键词词频分析和共词分析的方法提取和分析学位论文的主题分布、主题演化和研究方法。结果表明：安全学位论文的热点关键词集中在数值模拟、安全评价、层次分析法、以及指标体系等方面;关键词聚类将学位论文主题划分为安全评价与管理、火灾与爆炸、瓦斯安全以及煤自燃4个方面;4个时间阶段的安全学位论文主题演化相对稳定,并集中在以安全评价为代表的安全软科学领域和以数值模拟为代表的工程技术领域;安全学位论文研究方法主要为数值模拟、层次分析、模糊综合评价以及BP神经网络等分析方法,涉及模拟、仿真,预测以及评价、决策3个方面。

船舶与海洋工程专业的卓越工程师培养探讨

为适应国家的"卓越工程师培养计划",船舶与海洋工程专业确立了"3+1"的特色培养模式。在该模式指引下,加强师资队伍的工程素养建设,完善以工程为导向的教学资源建设,丰富学生课余时间的专业培养,以创建有特色的船海专业。

建筑废渣混凝土的海洋工程应用分析

通过对大量建筑废渣混凝土耐久性试验的研究,结合海工混凝土特性,对建筑废渣混凝土在海洋工程应用进行了分析,通过掺入矿渣、火山灰或降低水灰比能有效提高建筑废渣混凝土的耐久性,其材料的力学性能符合海洋工程需要,是节约天然资源、建筑废渣的绿色应用途径。

化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习教学改革与实践

文章分析了化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习中出现的问题,并结合近几年天津科技大学本专业生产实习教学改革与实践经验进行了探讨,以进一步提高该专业的生产实习效果。

基于产学研创的职业安全卫生工程课程改革研究

为促进职业安全卫生工程课程教学与实践落地的衔接,基于产学研创模式对职业安全卫生课程改革方法进行研究。应用VOSviewer软件,对2013—2022年CNKI检录的“产学研创”与“职业安全卫生工程课程改革”相关主题文献进行可视化分析,结合现有的职业安全卫生工程课程改革现状,基于安全设计实践的相关理论,构建基于产学研创的职业安全卫生工程课程改革理论方法模型,并将其应用于实践,以推动职业安全卫生工程课程改革。

海洋工程浮式网架结构数值模拟

网架结构具有重量轻、工业化程度高、整体强度刚度大、制造施工方面等特点,随着海洋技术的发展,逐渐被应用于海洋工程中。通过对公共建筑和工业建筑中广泛应用的网架结构进行选型分析,选定浮式正放四角锥网架结构为计算模型,利用有限元ABAQUS软件进行力学建模和数值模拟,通过AQUA海工模块施加海洋环境荷载,根据应力的大小和应力最大值出现的位置分析海洋环境荷载对结构局部构件影响,并分析结构整体的受力特性。

海洋碳汇对碳排放信息披露的激励效应——博弈视角下考虑购买价格的分析

为充分发挥海洋碳汇的抵消效应,提升高碳排企业碳排放信息披露质量,实现海洋碳汇的价值,先运用演化博弈对比论证政府监管、媒体监督、以及海洋碳汇所带来的净效益对高碳排企业披露真实信息的实际作用与价值,再基于微分博弈探究海洋碳汇的价格形成.结果表明:严格的政府监管与媒体监督易使企业的选择陷入不稳定状态,相较之下,海洋碳汇带来的较高的净效益效果更佳,能够使企业处于稳定的披露真实信息的状态;海洋碳汇在生态价值、经济价值上均具有巨大的潜力,在充分尊重市场的前提下,可通过政府协调、议价努力等方式形成合理的均衡价格;适度的监管、监督与合理的海洋碳汇价格是提升高碳排企业碳信息披露质量的有力保障.

基于ARID控制系统的固定式海洋风机纵摇控制

针对固定式海洋风机在随机风浪载荷及其联合作用下产生的具有倒立摆运动特征的纵摇,研究采用主动转动惯量驱动系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)对海洋风机纵摇进行控制的问题。ARID控制系统通过伺服电机驱动转动惯性质量产生控制结构摆动的最优力矩,从而减小海洋风机的纵摇运动。基于拉格朗日原理建立海洋风机-ARID控制系统的理论分析模型;采用Simulink对海洋风机-ARID控制系统的有效性进行验证,并分析系统参数(控制算法参数、转动惯量比等)对控制效果的影响规律;设计海洋风机-ARID控制系统的振动台试验,设置多种载荷激励形式,验证控制系统的稳定性与广谱有效性。数值模拟和试验结果均验证了所建立的分析模型的正确性,表明ARID控制系统对风机的纵摇运动具有显著的控制作用,为ARID控制系统在具有倒立摆运动规律的工程结构中的应用奠定理论基础。

海洋工程船舶码头防台系泊方案设计及计算分析

从材料选择、系泊方式、系泊布置等方面,设计了海洋工程船PSV(platform supply vessel)临时停靠在码头的防台防汛处置方案。综合芦潮港码头的水文气象条件,利用Ariane软件进行了台风状态下该方案的可行性验证。最后,采用港口工程荷载规范对软件计算结果进行验证与比较。可为恶劣天气条件下的系泊停靠提供参考。

东赤道太平洋高生产力和热液活动叠加沉积环境铁组分特征及其古海洋意义

沉积物Fe组分是研究不同地质历史时期古海洋氧化还原环境的重要指标,而现代海洋不同沉积环境下的Fe组分变化特征则是限定这一指标适用范围的基础。东赤道太平洋巴拿马海盆作为高生产力和热液活动的叠加作用沉积区,代表了地质历史上大陆边缘海的一类典型沉积环境,但前人对这类沉积环境的Fe组分研究较为缺乏。本次研究分析了巴拿马海盆氧化底水下ODP 677钻孔(1°12.138′N, 83°44.220′W, 3461 m)约300 m长的岩心柱有机C、Fe组分及氧化还原敏感元素(U、Mo)含量的变化。结果表明, ODP 677钻孔Fe/Al值大约为0.78±0.14(n=35,σ),明显高于上部陆壳的平均值0.44,而Al/Ti值与上部陆壳接近且保持稳定在22.4±1.3(n=35,σ),可以推测,相当一部分Fe应来源于活跃热液活动和高生产力背景下有机碳颗粒对水柱中Fe氢氧化物微粒的吸附或Fe的自聚集/沉淀。高活性Fe与总Fe的比值(FeHR/FeT)大约为0.30±0.10(n=35,σ),远低于活性Fe加入通量的预期,表明一部分活性Fe可能在高生产力背景下转化为活性较差的组分。同时,部分活性Fe发生了黄铁矿化,黄铁矿Fe与高活性Fe比值(Fepy/FeHR)大约为0.39±0.14(n=35,σ),最高可达0.7左右。ODP677钻孔在1.5~2.2Ma(钻孔深度90m处)记录到强烈的有机碳通量增高现象,有机C含量可达4.61%,其高Mo和U通量指示了该时期早期成岩中孔隙水可能处于高硫化环境,但钻孔中黄铁矿埋藏通量或Fepy/FeHR的高值则出现在钻孔更深的位置,表明孔隙水中部分还原态硫和铁可能发生迁移并在更深处沉淀。与目前已发表的氧化性底水环境下沉积物的Fe组分相比,ODP677钻孔部分样品具有较高程度的Fepy/FeHR和FeHR/FeT值同时升高的现象,与典型的“铁化海洋”沉积特征吻合。本次研究进一步证实在利用Fe组分解释古深水的氧化还原环境时,需可靠分析沉积环境并排除高生产力和热液活动叠加作用的潜在影响。

极地海洋环境服役材料的摩擦学研究进展

随着北极航行的发展及极地资源开发的需要,如何提高极地海洋环境服役材料的摩擦学性能愈发重要。在极地海洋环境中,碎冰、冰层和海水中的腐蚀性物质会使材料受到摩擦磨损、腐蚀及其耦合的影响;低温潮湿环境会增加材料的脆性、使材料表面覆冰、改变材料的摩擦磨损机理;强紫外线会加速涂层老化;这些因素都会降低材料的耐磨性能,最终导致材料失效。因此,极地海洋环境服役材料的摩擦学与材料的性能、服役寿命息息相关。本文介绍了极地探索所面临的摩擦磨损问题;阐述了极地温度、极地海洋大气及海水成分、海冰运动和极地微生物等极地海洋环境特点及其对材料摩擦学性能的影响;重点介绍了金属材料、无机非金属材料、高分子材料在极地海洋环境下的摩擦学进展;探讨了提升材料在极地海洋环境下的耐磨防腐技术,如改性、表面修饰等;最后,结合极地海洋环境服役材料摩擦磨损研究中所面临的问题及发展趋势,对未来极地海洋服役材料的摩擦学研究工作进行展望。

基于海洋技术专业的“电磁学”教学改革探讨

“电磁学”课程是山东科技大学海洋技术本科专业一门重要的专业基础课,重点培养学生利用电磁学的理论与技术进行海洋探测与海洋信息处理的能力。结合海洋技术学科的专业特点,将“海洋元素”融入“电磁学”的课堂教学,借助有形可见的流场来帮助学生理解电磁场,将“电磁学”与海洋技术专业的一些主干课程串联起来形成一个以海洋为特色、物理与海洋相融合的“电磁学”课程体系。

向量式有限元在海洋工程领域中的应用

向量式有限元已逐渐应用于各类工程结构的分析,为工程结构的力学分析提供了新方法。该文首先介绍了向量式有限元的基本原理,紧接着总结了向量式有限元的在海洋工程领域的应用现状,并将向量式有限元和传统有限元进行对比,紧接着介绍了目前向量式有限元在海洋工程领域的主要应用,最后提出了向量式有限元在海洋工程领域的应用前景。

V⁃H荷载作用下海洋平台吸力式桩桶桩土承载特性研究

用于海洋平台的吸力式桩桶基础作为一种新型平台基础正逐渐成为人们研究的重点。为研究吸力式桩桶单桩基础的受力特性,对V-H(竖向—水平)联合荷载作用下的吸力式单桩基础桩土的承载特性进行了数值模拟,并将数值模拟的有限元解通过与API规范中对p-y曲线的计算方法进行对比来验证有限元模型的可行性,最后采用分级作用力的加载方式对其破坏包络曲线进行绘制,并推导出相应的函数表达式。研究表明,采用ABAQUS有限元分析软件对吸力式桩桶进行数值模拟是可行的,随着对吸力式桩桶所施加V-H联合荷载的不断增大,吸力式桩桶所能体现的应力和弯矩极限值也在随之增大,其位移变化主要在施加荷载的区域附近,最后在联合荷载作用下所体现的极限承载状态,即包络曲线大致呈四分之一的椭圆形状。