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带支腿浮式结构水动力建模及波浪力分析

哈尔滨工程大学学报 2014年第9期35卷 1067-1075页

作者：黄亚新武海浪陈徐均解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007

为研究海上多腿浮式结构在收放桩腿的过程中水动力特性的变化规律,对某风电安装船结构进行了合理简化,使用有限元方法建立了多腿支撑结构的水动力模型,按水下桩腿长度的不同对结构划分了5种工况,探讨了船身、桩腿、桩靴的湿面单元划分,... 详细信息

为研究海上多腿浮式结构在收放桩腿的过程中水动力特性的变化规律,对某风电安装船结构进行了合理简化,使用有限元方法建立了多腿支撑结构的水动力模型,按水下桩腿长度的不同对结构划分了5种工况,探讨了船身、桩腿、桩靴的湿面单元划分,以所建模型为基础数值分析了水下桩腿长度对结构所受波浪激励力的影响,给出了结构所受波浪激励力(矩)与波浪频率的关系。结果表明:水下桩腿长度对受力、力矩的影响体现在波浪处于中频段;桩腿对引起垂荡的波浪激励力和引起纵摇的波浪激励力矩的影响不大,引起横摇的波浪激励力矩影响较大。

关键词：海洋工程带支腿浮式结构有限元建模湿面波浪激励力

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船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能研究

哈尔滨工程大学学报 2017年第5期38卷 705-710页

作者：刘俊谊陈徐均武海浪吴广怀解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007 南京广博工程技术有限公司技术开发部江苏南京210007

高架走锚消能式船舶拦阻系统是一种通过大距离走锚消耗船舶动能的桥梁柔性防撞设施,由于其对船舶的损伤小且工程造价较低,因而具有良好的发展前景。为了分析船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能,本文依据船舶稳性的相关理论建立了系统在波... 详细信息

高架走锚消能式船舶拦阻系统是一种通过大距离走锚消耗船舶动能的桥梁柔性防撞设施,由于其对船舶的损伤小且工程造价较低,因而具有良好的发展前景。为了分析船舶横撞拦阻系统后的抗倾覆性能,本文依据船舶稳性的相关理论建立了系统在波浪、水流和拦阻索共同作用下的力学模型。通过数值模拟求出船舶在不同周期和方向波浪作用下的横摇角。通过算例分析得到了不同荷载条件下,拦阻索作用点最大允许高度、最大允许水流速度及波浪波幅间的关系曲线。结果表明:垂直于船舶纵向的波浪对其横摇影响最大;流速和拦阻索作用高度的最大允许值均随着波幅的增加而非线性地减小。

关键词：船舶撞击高架拦阻系统抗倾覆性横稳性横摇有限元模拟数值仿真拦阻索

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带支腿浮式结构水动力系数快速算法研究

船舶力学 2018年第11期22卷 1376-1386页

作者：武海浪陈徐均黄亚新沈海鹏苗玉基解放军理工大学野战工程学院南京210007

文章在三维线性水弹性理论体系下,利用格林函数矩阵的性质,将桩腿不断抬升的过程视为格林函数矩阵规模减小的过程,以此为核心,针对带支腿浮式结构变参数的水动力系数计算问题提出了一种相对较高效的计算方法。通过算例的分析对快速算法... 详细信息

文章在三维线性水弹性理论体系下,利用格林函数矩阵的性质,将桩腿不断抬升的过程视为格林函数矩阵规模减小的过程,以此为核心,针对带支腿浮式结构变参数的水动力系数计算问题提出了一种相对较高效的计算方法。通过算例的分析对快速算法计算结果的误差和效率进行了全面的考察。结果表明:使用格林函数矩阵缩减为核心的快速算法进行分析以后,计算效率可以提高92%以上;快速算法所计算的刚体的纵荡、横荡和艏摇三种水动力系数与普通算法结果一致,可完全反应这些模态的水动力特性;快速算法所计算的垂荡、横摇和纵摇三种刚体模态的结果与普通算法有较小的误差,但基本可以反应这些模态的水动力特性。

关键词：海洋工程带支腿浮式结构水动力系数快速算法

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近岸港口风暴潮与台风浪相互作用的数值模拟

解放军理工大学学报（自然科学版） 2015年第4期16卷 360-367页

作者：武海浪陈希陈徐均黄亚新解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007 解放军理工大学气象海洋学院江苏南京210007

为了模拟近岸港口风暴潮与台风浪的相互作用,利用ECOMSED和SWAN,采用嵌套方法,使用海图水深数据、Holland台风模型气压场,选择具有代表性的200808号台风为天气背景,规划4组数值试验,通过单向耦合研究该港区及邻近海域的台风浪和风暴潮... 详细信息

为了模拟近岸港口风暴潮与台风浪的相互作用,利用ECOMSED和SWAN,采用嵌套方法,使用海图水深数据、Holland台风模型气压场,选择具有代表性的200808号台风为天气背景,规划4组数值试验,通过单向耦合研究该港区及邻近海域的台风浪和风暴潮水位相互影响。使用ECOMSED模式,按是否考虑波浪作用分别计算苏澳港风暴潮水位。对比结果表明,考虑海浪影响的风应力以后,风暴潮水位更加接近实测值,海浪通过风应力对苏澳港风暴潮位有全局性的调制作用,苏澳港内聚集更多的海水,内外的水位高度差加大,海平面更加倾斜。使用SWAN模式,按是否考虑风暴潮位影响分别计算了苏澳港的台风浪,试验结果表明,波高受风暴潮位的影响是局部的,靠近岸边的有效波高有所增大,增大的幅度约1m,而水位较深的地方有效波高变化不明显。

关键词：近岸港口台风浪风暴潮浪-流相互作用

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台湾苏澳港台风浪数值模拟与分析

厦门大学学报（自然科学版） 2015年第2期54卷 207-215页

作者：武海浪陈希陈徐均黄亚新解放军理工大学野战工程学院解放军理工大学气象海洋学院江苏南京210007

苏澳港位于台湾的东部海岸,是台湾天然良港,其所处位置正好在西北太平洋夏秋季节台风路径上,易遭受台风袭击而产生风暴潮和台风浪.针对苏澳港及附近海域地理位置特殊、水文环境特征典型,极具研究价值,本研究选择了具有代表性的200808号... 详细信息

苏澳港位于台湾的东部海岸,是台湾天然良港,其所处位置正好在西北太平洋夏秋季节台风路径上,易遭受台风袭击而产生风暴潮和台风浪.针对苏澳港及附近海域地理位置特殊、水文环境特征典型,极具研究价值,本研究选择了具有代表性的200808号台风和200815号台风,利用第3代海浪模式SWAN(simulation waves nearshore),采用嵌套方法,使用海图水深数据,Holland台风模型气压场,对台风影响下苏澳港台风浪进行了精细化的模拟.结果表明,数值模拟数据与实测资料吻合,能反应计算区域的特征;台风影响期间苏澳港的内外两重防波堤的设计结构对阻挡外海较大海浪的传入有明显的作用,可使港内外的有效波高差达到9m以上;港北侧波浪有明显的折射现象.

关键词：苏澳港台风浪数值模拟 SWAN

基于AQWA的带支腿浮式结构的水动力特性分析

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2015年第1期16卷 34-40页

作者：陈徐均苗玉基沈海鹏武海浪王鑫解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007

在利用有限元软件计算带支腿浮式结构水动力响应时,为了分析网格尺寸对结构水动力特性计算结果的影响,根据势流理论及波浪的辐射/衍射理论,对某带支腿浮式结构的桩腿收起时的水动力响应进行了分析,并运用数值计算软件AQWA对其进行仿真计... 详细信息

在利用有限元软件计算带支腿浮式结构水动力响应时,为了分析网格尺寸对结构水动力特性计算结果的影响,根据势流理论及波浪的辐射/衍射理论,对某带支腿浮式结构的桩腿收起时的水动力响应进行了分析,并运用数值计算软件AQWA对其进行仿真计算,得到采用不同网格尺寸计算时,浮式结构各自由度附加质量、附加阻尼、不同入射角的波浪作用下的波浪激励力及幅值响应算子随波浪频率的变化曲线。数值计算结果表明,网格尺寸对结构附加质量、附加阻尼有一定的影响,对波浪激励力的影响较小,对结构的幅值响应算子影响不大。

关键词：带支腿浮式结构势流理论 AQWA 水动力响应

水下桩腿长度变化对浮式结构固有频率的影响研究

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海洋工程 2016年第3期34卷 47-54页

作者：武海浪陈徐均黄亚新刘俊谊解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007

为了分析带支腿浮式结构水下桩腿处于不同的长度时振动固有频率的变化情况,采用有限元方法和三维线性水弹性理论对一理想的带支腿浮式结构进行研究,分工况计算了3种弹性模态的干、湿固有频率。结果表明对于同一阶弹性模态来说,结构主体... 详细信息

为了分析带支腿浮式结构水下桩腿处于不同的长度时振动固有频率的变化情况,采用有限元方法和三维线性水弹性理论对一理想的带支腿浮式结构进行研究,分工况计算了3种弹性模态的干、湿固有频率。结果表明对于同一阶弹性模态来说,结构主体平台振型是决定水动力系数大小的主要因素,桩腿水下长度是次要因素,而振型又受到桩腿长度的制约;桩腿水下长度的改变对带支腿浮式结构的干模态固有频率以及湿固有频率都有较明显地调制作用。对于干模态固有频率来说,桩腿关于船身越趋于对称分布时结构的共振频率越高;对于湿固有频率来说,水下桩腿长度地增加有迫使共振频率趋向低频方向移动趋势。

关键词：海洋工程水弹性力学带支腿浮式结构固有频率模态分析桩腿长度

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北大西洋海浪场季节特征及波高变化趋势研究

中国科技信息 2011年第9期 41-42+35页

作者：武海浪郑崇伟刘志宏田妍妍解放军理工大学气象学院 92292部队 92538部队气象台 91379部队气象台

以ERA-40海表10米风场驱动国际先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ(简称WW3),得到北大西洋1958年1月-2001年12月逐3小时的海浪场,与ICOADS海浪资料进行对比发现模拟效果较好。从海浪场季节特征、重点海域波高和风速的月变化特征、波... 详细信息

以ERA-40海表10米风场驱动国际先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ(简称WW3),得到北大西洋1958年1月-2001年12月逐3小时的海浪场,与ICOADS海浪资料进行对比发现模拟效果较好。从海浪场季节特征、重点海域波高和风速的月变化特征、波高和风速的逐年变化趋势等方面着手,对该海域的波候特征进行深入研究。

关键词： WAVEWATCH-Ⅲ 北大西洋季节特征变化趋势

东北典型盐碱湿地碳排放的水深临界阈值及其温度依赖性

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湖泊科学 2025年第1期37卷 159-170,I0015-I0017页

作者：李姝臻刘强甘罗扬武海涛王波北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境学院教育部水沙科学重点实验室北京100875 中国科学院长春分院长春130022 吉林莫莫格国家级自然保护区白城137316

作为全球重要的碳库,湿地在缓解气候变化方面发挥了重要作用。然而在全球变暖背景下,湿地的碳排放(尤其是甲烷(CH_(4))排放)存在高度变异性和不确定性,极大地削弱了湿地碳库功能的发挥。为了探究不同水深梯度下东北盐碱湿地碳排放通量... 详细信息

作为全球重要的碳库,湿地在缓解气候变化方面发挥了重要作用。然而在全球变暖背景下,湿地的碳排放(尤其是甲烷(CH_(4))排放)存在高度变异性和不确定性,极大地削弱了湿地碳库功能的发挥。为了探究不同水深梯度下东北盐碱湿地碳排放通量的特征,本研究以莫莫格湿地为主要研究区,选取5种代表性植被(芦苇(Phragmites australis)、扁秆藨草(Bolboschoenus planiculmis)、三江藨草(Schoenoplectus nipponicus)、香蒲(Typha orientalis ***)和碱蓬(Suaeda glauca)),布设Marsh Organ中型实验生态系统模拟不同水深生境,揭示CH_(4)和二氧化碳(CO_(2))排放通量变化及其环境影响因子。结果表明,莫莫格湿地-10~50 cm水深范围内5种代表性植被生长季CH_(4)排放通量范围为0.07~86.74 mg/(m^(2)·h),平均值为8.89 mg/(m^(2)·h),其主要环境影响因素为水深、气温和表层10 cm土壤含水量;在研究水深范围内,代表性植被生长季CO_(2)排放通量范围为10.59~1891.08 mg/(m^(2)·h),平均值为450.12 mg/(m^(2)·h),其主要环境影响因素为水深、气温和表层10 cm土壤含水量。不同植被对碳排放的贡献量有所差异,具体来说,芦苇和香蒲的CH_(4)排放通量最高,而藨草的CO_(2)排放通量最高。碳排放随水深变化呈现分段规律,CH_(4)排放随水深变化呈现先增加后减少的趋势,而CO_(2)则呈现相反规律,随水深变化先减小后增加,其水深临界阈值均出现在22 cm处。在不同水深范围内,CO_(2)排放对于水深的敏感性均大于CH_(4),且当水深大于22 cm时,CH_(4)和CO_(2)均呈现出更高的水深敏感性。碳排放在不同水深范围对温度的敏感程度不同,当水深小于22 cm时,CH_(4)和CO_(2)均呈现出更高的温度敏感性,然而当水深大于22 cm时,二者对温度均不敏感。结果表明升温背景下,东北典型盐碱湿地水陆过渡区关键生态系统在不同水深范围内呈现出不对称的响应模式,频繁的水位波动会极大地改变湿地碳排放格局,从而影响到湿地碳功能的稳定发挥。

关键词：碳排放水深温度依赖性莫莫格湿地阈值