分形维数在判断海洋锋强度中的应用

提出一种用计算维数值预报海洋锋强度的方法。给出了用分形维数描述海洋锋强度的理论依据,介绍了分形维数的计算方法及现有的海洋锋强度的判断方法。应用网格法,以HOOM海洋锋模型和我国东海黑潮锋区的三维声速场数据为例,计算了三维声速场中不同深度、时间的声速等值线的分形维数,得出HOOM模型海洋锋声速场分维值在1.07和1.60之间,我国东海黑潮锋区分维值在1.04和1.30之间,无锋时声速等值线分维接近于1;分形维数可以表征海洋锋强度,维数值随锋强度的变化而变化的结论。     

半潜式起重生活平台总体振动特性预测

应用有限元技术对半潜式海洋起重生活平台的总体振动性能进行数值分析和探讨,通过建立接近于真实海洋平台主结构的有限元模型,采用流固耦合方法模拟附连水影响,进行平台在作业工况下的总体固有频率和振动模态分析,以及在螺旋桨和主机激振力作用下的受迫振动数值响应计算。计算结果表明,该半潜式起重生活平台的结构振动性能良好,满足ISO6954:2000(E)的振动基准,结合振动响应曲线得出一些重要结论,并对分析方法的可行性和实用价值进行评述。     

半潜式海洋平台风场模拟及风浪致结构动力效应分析

研究半潜式海洋平台风压风载模拟,分析风浪致结构动力效应。以我国先进的海洋石油981平台为工程背景,运用FLUENT软件进行脉动风作用下结构的非稳态分析,针对平台不同倾斜度,计算不同入射风向角下平台的整体风载荷,确定最不利工况条件。利用ANSYS软件建立半潜式海洋平台主体和锚泊系统的一体化有限元力学模型,数值模拟随机风荷载和随机波浪荷载,计算最不利工况时在风浪荷载联合作用下半潜式海洋平台结构系统的动力响应,分析其动力响应规律,为海洋平台的设计及安全运行提供依据。     

海洋平台上部结构的振动分析

海洋平台上部结构是生产与生活集中场所,其振动分析是关系到实现正常生产与保证人员安全的重要环节。本文区别于一般用离散模型的数值计算方法,采用等效连续体模型进行解析求解,建立台面及各类设施的振动参数与波浪参数间的直接解析关系式,从而为简化平台上部结构振动分析计算和进行平台振动控制提供可能。     

海洋立管两自由度振动的涡激损伤分析

将随机振动理论中的虚拟激励法引入到海洋立管涡激振动计算中,建立了相应的数值方法,编制计算程序实现了海洋立管在流向与横向两个自由度上的随机振动响应分析。对横向振动进行了实验模型计算,通过与实验对比,检验了将虚拟激励法应用于立管涡激振动的可行性;并记录了此方法的计算时间,验证了此方法的快速性。应用P-M准则,对响应进行分析得到立管的年损伤率,实现了深海立管的疲劳损伤预报。文章的分析方法可为海洋立管涡激振动响应计算和工程设计提供一定的参考作用。     

变压吸附空分制氧体系轴向流吸附床浓度分布研究

采用二维数值模型对变压吸附空分制氧过程吸附床内的氧气浓度分布进行了研究,同时对吸附相中氧气和氮气浓度也进行了探讨。数值结果直观地显示了吸附床内的浓度场及其分布规律,并据此结果分析了吸附床内浓度演变过程。发现,在首个循环结束时氧气浓度可提纯到70%左右;在循环稳定后,传质区长度约占整个吸附床的35%左右,在传质区前沿存在陡峭的浓度波锋面;边流效应的存在使得浓度锋面呈月牙形分布,并且会使壁面过早地穿透,影响吸附床性能。     

甲烷-空气混合气燃烧过程的高速摄影测量

采用高速摄影方法测试了圆柱形聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)管道内当量浓度甲烷空气混合气燃烧火焰传播过程.建立了准确的数学模型和测试系统,利用Matlab对高速CMOS相机采集到的视频进行图像处理和数据计算,绘制了火焰锋面传播速度的变化曲线,清楚地再现了甲烷空气混合气燃烧过程.通过分析火焰锋面传播速度变化曲线,得到当量浓度...     

海洋平台受损构件的承载能力与加固分析

采用了数值有限元和弹塑性理论解析方法,对某海洋平台结构受大型船舶冲撞的斜撑受损构件进行承载能力分析,同时对灌浆卡箍维修方案进行了理论分析与数值计算,分析评价了灌浆卡箍的修理方法。利用混凝土强度理论von Mises破坏准则,建立灌浆卡箍的轴向受拉、轴向受压和面内弯矩作用下的非线性有限元模型进行计算,与理论分析所得的承载能力设计值比较表明,灌浆卡箍的轴向抗拉、抗压承载能力要比原钢管强,但其抗弯承载能力不如原钢管。对照APIRP2A规范提供的设计值进行分析比较表明,其加固方案是安全的,用它进行海洋平台结构受损构件的承载能力及加固分析是可行的。     

空化模型中的相变系数影响研究

利用数值计算的方法,对空化模型中的相变系数进行研究.将数值计算和实验数据进行分析和整理,分别获得蒸发系数和冷凝系数与空化数之间的依赖关系.通过比较半球头圆柱体的二维轴对称模型数值计算结果表明:不同空化数对应着不同相变系数.其中,蒸发系数和冷凝系数分别对主空泡、次生空泡、尾空泡等类型的空泡在形态、溃灭位置、溃灭强度等方面有较大影响.     

海洋平台上噪声分析方法

以海洋平台上动力设备产生的大量振动噪声为研究对象,阐述海洋平台和FPSO等结构物声振耦合分析的数值方法以及噪声分析的相关软件。海洋平台上的噪声传播有空气声传播和结构声传播两种传播路径,计算分析时均需要考虑。快速多极边界元法是未来噪声分析的有效方法。