地震和波流作用下海底悬跨管线模型实验研究

利用水下地震-波流联合模拟实验系统研究了海底管线在波浪、水流和地震作用下的动态响应特征。实验中考虑了有无地震作用、悬跨长度、波浪高度、水深、水流速度以及是否满管状态等因素。通过DDP动态数据后处理软件对实验结果进行处理分析,得到海底悬跨管道的动态响应特性。实验结果表明:在浅海海域,悬跨管线的动态反应受波浪及水深变化的影响不明显,悬跨长度是影响管道动态响应的主要影响因素;悬跨管线在地震与波流共同作用下的反应与仅地震作用下的应变存在差别;在波浪力作用下,空管时管线的应变要小于满管时的情况。     

基于多级层次结构的潜艇作战效能水下环境影响评估

为了评估水下环境对潜艇作战效能的影响,针对水下环境特征和潜艇作战效能属性,采用层次分析法构建潜艇综合效能评估模型的层次结构;用灰色关联方法进行潜艇的一级评估,得出航行安全、战术隐蔽和鱼雷攻击等3项效能指数;在一级评估基础上,采用模糊向量方法实行潜艇的二级评估,得出潜艇的综合作战效能指标.通过模型仿真实验,得到影响评估的量化结果.该结果基本反映了水下环境对潜艇作战的影响程度.     

厦门翔安海底隧道CRD法施工数值分析

厦门海底隧道属国内首建,出口端地层软弱、易膨胀、随挖随塌,稳定性差,施工难度很大。根据该地段的地质条件,设计六种不同的开挖与支护工况,利用数值法分别模拟这六种开挖过程的地层三维变形状态,分析和总结其变形、失稳规律,优化隧道开挖和支护方案及其工艺,提出了实用且可靠的施工措施和建议,有效地指导了施工,解决了施工技术难题。为同类工程建设提供了理论依据和实践经验。     

基于灰色理论的海底管道腐蚀剩余寿命预测方法

以灰色理论的基本模型为基础,探讨了灰色模型的改进方法.分析了海底管道腐蚀因素与腐蚀量之间的规律以及应用灰色理论进行剩余寿命预测的可行性.提出了基于灰色理论的海底管道剩余寿命预测方法.利用灰色理论预测腐蚀海底管道剩余寿命的步骤主要包括:最小允许厚度的确定,腐蚀速率的预测以及剩余寿命预测.利用该方法,可以在测量数据很少的情况下预测海底管道的剩余寿命.     

北黄海大鹿岛附近海域海洋牧场本底地质环境分析

为推进北黄海北部特色滩涂型海洋牧场建设,本研究对北黄海大鹿岛附近海域海洋牧场本底地质环境开展调查评估,利用高分辨率声学探测设备获取研究海域的精密水深数据和浅地层剖面数据;利用现场和实验室结合的方法测定海水理化参数;利用筛析法、激光粒度仪测试方法确定沉积物类型和粒度特征,最终通过分析研究区海底地形地貌、海水水质状况和沉积物分布特征对本底地质环境进行评估。结果显示：目标海域测量水深为1-29 m,平均水深为16 m,海底地形整体表现为平缓的近岸缓坡,地貌以水下侵蚀堆积地貌为主;海底浅地层剖面中U1声学地层清晰连续,全区可追踪,厚度约6 m且变化不大;海水水质良好,主要处于Ⅱ类海水水质标准;表层沉积物类型均为砂,沉积物组分变化不大,砂组分占绝对优势,表层沉积物空间分布主要与沉积物物源条件及辽南沿岸流、海域潮流等因素有关。综合分析认为,北黄海大鹿岛附近海域水深适宜,地形较为平坦,水质环境良好,以砂质浅滩沉积为主,适于滩涂型海洋牧场的构建。     

砂土海床海底管道贯入的数值模拟

为预测砂土海床海底管道贯入深度,在ABAQUS下建立了砂土海床海底管道贯入的耦合欧拉-拉格朗日有限元模型,模拟海底管道在风浪流及自重等荷载作用下贯入砂土海床的过程,研究了管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角、剪胀角及弹性模量对管道贯入深度的影响。结果表明,在海底管道贯入过程中,管道两侧海床隆起,在海床土体内形成了自管道底部延伸至海床表面的连续滑动面,砂土破坏表现为整体剪切破坏形式;管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角及剪胀角均会影响砂土海床海底管道贯入深度,其中砂土内摩擦角对海底管道贯入深度影响最大,而砂土弹性模量则对海底管道贯入深度没有显著影响。海底管道贯入阻力随管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角和剪胀角增加而呈幂函数增大。所提海底管道贯入深度预测公式考虑了管-土界面相互作用和砂土力学特性的影响,能准确预测砂土海床中管道的贯入深度,可为砂土海床海底管道在位稳定性评估提供基础数据。     

大攻角情况下破损进水潜艇水下机动性

在美国泰勒海军舰船研究与发展中心发布的潜艇6自由度空间运动方程基础之上,结合潜艇大攻角及螺旋桨变负荷水动力试验研究,考虑大攻角对于潜艇水动力系数的影响,建立了改进的潜艇空间运动模型.分析了潜艇出现大攻角运动的时机,并运用改进的潜艇运动方程仿真计算,研究讨论了破损进水潜艇的水下机动性.改进后的运动方程对于潜艇应急挽回机动过程显示出良好的适用性.     

主成分分析法在航空反潜机性能评估中的应用

针对航空反潜机机动性能评估的问题,确立了反潜机机动性能的评估指标集,建立了待评估样品的数据矩阵,用多元统计中的主成分分析法对样本矩阵进行统计分析,以样品第一主成分得分值构造系统排序评估指数,以评估指数对各个样品进行排序。用此方法对各种不同反潜机的综合机动性能进行评估并排序,所得结果与实际情况相符合,能客观有效反映飞机的综合机动性能。     

基于近岸系列分层竖井的海底地下水排泄及其营养盐输入研究

以广西北海市近岸系列分层竖井为研究对象,通过现场地下水监测和采样分析,结果显示竖井含水层整体上为靠近海边咸化明显,其中I承压水咸化程度较大,咸化程度差异主要受海水入侵及海水高位养殖影响。地下水SiO₃-Si由于受"盐效应"影响导致其自内陆向海岸浓度升高,而低含量的PO₄-P含量可能是铁氧化物的吸附清除作用引起的;潜水层中的NH₄-N和NO_x-N含量整体高于承压水的,高位养殖池塘水的下渗造成NH₄-N在近海岸的潜水层含量最高,而NO_x-N受反硝化过程影响,导致自内陆至海岸明显减小。研究区地下水氮磷比(N/P)平均值为595.85,高N/P比值地下水排泄进入海洋,将促进浮游生物营养盐结构由N限制转向P限制。     

神秘“海底怪圈”背后的流体力学智慧

神秘“海底怪圈”是白斑窄额鲀为求偶、繁衍而在海底创作的异常精美的鱼类巢穴。文章介绍了“海底怪圈”的结构特点及形成过程,结合其他鱼类巢穴,对比探讨了其背后的流动奥秘,并进一步畅谈了该结构形貌可能的工程应用场景。