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深水海底管道整体式止屈器性能数值模拟研究

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：马维林王振兴王双李效民杨永春中国海洋大学工程学院中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室

海底管道在制造、运输及安装过程中会不可避免地产生椭圆度、偏心度缺陷等，缺陷的产生会降低管道的外部水压承载力且易使管道产生局部压溃，继而形成管道的屈曲传播，最终导致整条管道的结构破坏。整体式止屈器是一种提高管道局部环向... 详细信息

海底管道在制造、运输及安装过程中会不可避免地产生椭圆度、偏心度缺陷等，缺陷的产生会降低管道的外部水压承载力且易使管道产生局部压溃，继而形成管道的屈曲传播，最终导致整条管道的结构破坏。整体式止屈器是一种提高管道局部环向刚度的装置，通过在管道上间隔安装止屈器就可以将管道的屈曲传播限制在两个止屈器之间，从而减小管道破坏带来的经济损失。目前，几乎所有关于海底管道屈曲传播和整体式止屈器的研究都是在准静态的情况下进行的，本文利用ABAQUS有限元软件，以更贴近现实管道服役状态的动态恒定压力外载荷进行加载，发现尺寸不一的整体式止屈器存在不同程度的动态增强现象，并解释了整体式止屈器的动态加强机理，分析了整体式止屈器自身结构对动态增强的变化规律。研究表明，以整体式止屈器的准静态失效标准作为设计原则过于保守，今后设计应参考更为实际的动态环境载荷。

关键词：屈曲传播整体式止屈器动态增强数值模拟

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套代数框架下网络控制系统的鲁棒稳定性分析

控制与决策 2024年第4期39卷 1223-1230页

作者：张秀娟徐晓萍中国海洋大学数学科学学院山东青岛266100

研究级联双端口网络控制系统在被控对象、控制器和双端口通信信道中同时存在扰动的稳定性问题.当网络控制系统通过一系列双向通信信道进行信号传输时,系统建模为通过级联双端口网络进行连接.由于通信过程中会发生信息的失真和干扰,考虑... 详细信息

研究级联双端口网络控制系统在被控对象、控制器和双端口通信信道中同时存在扰动的稳定性问题.当网络控制系统通过一系列双向通信信道进行信号传输时,系统建模为通过级联双端口网络进行连接.由于通信过程中会发生信息的失真和干扰,考虑双端口信道传输矩阵中的H_(∞)范数有界扰动以及被控对象和控制器中的gap型扰动,得到基于通信信道扰动服从范数有界时闭环系统与网络控制系统鲁棒稳定之间的关系,同时也以几何不等式的方式给出判定网络控制系统鲁棒稳定性的充分条件.数值算例表明结论是有效的.

关键词：套代数双端口网络控制系统稳定鲁棒稳定二次约束

数字时代法国对外视听传媒发展策略研究:国际传播的法国经验

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暨南学报（哲学社会科学版） 2024年第6期46卷 86-101页

作者：李海南中国海洋大学外国语学院

对外视听传媒肩负着维护国家文化利益和构建国家形象的重要使命,数字时代的到来为法国对外文化的传播创造了新的机遇,也提供了新的挑战。作为传统的文化输出大国,法国在顺应数字革命、升级对外文化传播方面走在探索的前沿。具体来说,法... 详细信息

对外视听传媒肩负着维护国家文化利益和构建国家形象的重要使命,数字时代的到来为法国对外文化的传播创造了新的机遇,也提供了新的挑战。作为传统的文化输出大国,法国在顺应数字革命、升级对外文化传播方面走在探索的前沿。具体来说,法国对外传媒视听基于该国历史、国际政治和新技术革命背景,从新定位、新机制、新产业、新体系等维度进行了革新。“法国经验”对我国对外视听传媒的发展有一定借鉴意义,启发我国要利用数字时代传播规律,在发展新时代对外传播事业过程中,发扬数字文化精神、推动文化合作和传媒自主相结合,强化数字协调能力、推动国家引导和市场自发相结合,强化数字发展方向、推动有形传播和无形传播相结合,搭建数字整合平台,推动协作性和一致性相结合。

关键词：数字时代对外视听传媒发展策略现实启示国际传播

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基于蚯蚓仿生海底横向勘测仪器研发与试验研究

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海洋工程 2024年

作者：寇海磊陈玉静王永康陆佳清安兆暾中国海洋大学工程学院

传统岩土性质调查为点式竖向勘察，不适用于海底采矿过程中面积广、土层浅的海底勘察技术需求。受蚯蚓蠕动行进方式的启发，研发了一种搭载静力触探探头的仿生蚯蚓横向勘测仪器。该仪器总长度1.56 m，主体外径75.0 mm，总重量17.0 kg，... 详细信息

传统岩土性质调查为点式竖向勘察，不适用于海底采矿过程中面积广、土层浅的海底勘察技术需求。受蚯蚓蠕动行进方式的启发，研发了一种搭载静力触探探头的仿生蚯蚓横向勘测仪器。该仪器总长度1.56 m，主体外径75.0 mm，总重量17.0 kg，主要由勘测装置、仿生驱动装置、数据采集装置三部分组成。勘测装置主要由静力触探探头构成，可测量行进过程中探头锥尖阻力与超孔隙水压力；仿生驱动装置可以驱动仪器在土壤中横向行进；数据采集装置可实时记录、储存行进过程中测得的数据。通过室内水槽试验，对该仪器在海洋黏土中横向行进的可行性进行了验证。结果表明，当土体不排水抗剪强度Su为0.6、1.25、1.75 kPa时，该仪器可在土中正常行进，仪器横向行进1.0 m时所需时间分别为40、60、110 min。当土体不排水抗剪强度Su由0.6 kPa增长到1.25、1.75 kPa时，该仪器测得的锥尖阻力分别增长至2.24倍和3.97倍，相应的超孔隙水压力增长至1.26倍和2.0倍。

关键词：海底采矿仿生蚯蚓横向勘测仪器静力触探探头

桶靴对椭圆形桶基贯入端阻力的影响及土体雍高分析

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海洋湖沼通报(中英文) 2024年

作者：范顺涛吕鹏董胜中国海洋大学工程学院

椭圆形桶形基础在贯入过程中会出现桶内土体雍高的现象，过高的桶内土体高度将导致桶基无法安装到指定深度，从而不能提供设计要求的承载力。工程中会通过增加桶靴的方法来提高桶基的贯入能力，因此有必要对不同桶靴形式下桶基的贯入阻... 详细信息

椭圆形桶形基础在贯入过程中会出现桶内土体雍高的现象，过高的桶内土体高度将导致桶基无法安装到指定深度，从而不能提供设计要求的承载力。工程中会通过增加桶靴的方法来提高桶基的贯入能力，因此有必要对不同桶靴形式下桶基的贯入阻力及桶内土体雍高程度进行分析，从而为工程应用提供参考。本文采用耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法对椭圆形桶基的贯入过程进行模拟，并与现场试验数据进行对比，结果吻合较好，证实了该方法的有效性。分析了桶靴形式对端部阻力及桶内土体高度的影响及壁厚、土体弱化参数对桶内土体雍高体积的影响。结果表明，桶靴的倒角越大，端部阻力越小，桶基设置向外侧的倒角更容易减少贯入过程中桶内土体雍高的高度；桶基的壁厚和土体灵敏度系数越大，桶基土体雍高比越大；土体的延展性系数越大，土体雍高比越小，最后根据计算结果拟合了桶内土体雍高体积的公式，从而为椭圆桶基的安装提供参考依据。

关键词：椭圆形桶形基础土体弱化 CEL法土体雍高比

鼠尾藻生殖托不同生长阶段的附生细菌多样性研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第6期54卷 98-107页

作者：秦子懿陈军臧宇杨智博唐学玺中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

为探明雌雄异株大型海藻——鼠尾藻(Sargassum thunbergii)生殖组织附生细菌群落结构是否随生殖组织的生长而发生相应变化,本研究通过高通量测序技术对鼠尾藻生殖托不同生长时期的附生细菌群落进行了分析。结果显示:变形菌门(Proteobact... 详细信息

为探明雌雄异株大型海藻——鼠尾藻(Sargassum thunbergii)生殖组织附生细菌群落结构是否随生殖组织的生长而发生相应变化,本研究通过高通量测序技术对鼠尾藻生殖托不同生长时期的附生细菌群落进行了分析。结果显示:变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是其核心菌门,与其他大型海藻附生细菌的组成类似;α多样性分析显示鼠尾藻生殖托生长初期阶段的附生细菌群落均匀程度更高;β多样性分析显示鼠尾藻生殖托附生细菌群落在不同生长阶段存在显著差异,且性别可能是影响鼠尾藻生殖托附生细菌群落结构组成的一个重要因素;线性判别分析效应量(Line discriminant analysis effect size, LEfSe)软件分析显示,鼠尾藻生殖托在生长初期、生长中期以及成熟期的附生微生物中分别包含11、15和4个可能与自身发育相关的生物标志物。本研究初步揭示了鼠尾藻生殖托附生细菌的多样性和复杂性,为今后精细刻画鼠尾藻藻体与其附生微生物之间相关作用的网络提供了基础数据,也为鼠尾藻的保护和利用提供了新的见解。

关键词：雌雄异株大型海藻鼠尾藻生殖托附生细菌 16S rRNA

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多体浮式海工结构物间隙内的波浪共振特性研究

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中国造船 2024年第4期 230-241页

作者：巩绍东王心玉刘勇中国海洋大学工程学院

在特定频率的波浪作用下，毗连的多个浮式海工结构物间隙内的水体会发生窄缝共振现象。论文基于开源软件OpenFOAM，对波浪作用下多体浮式海工结构物间隙内的波浪共振特性进行了直接数值模拟（DNS）研究，并开展了相应的模型试验。对比... 详细信息

在特定频率的波浪作用下，毗连的多个浮式海工结构物间隙内的水体会发生窄缝共振现象。论文基于开源软件OpenFOAM，对波浪作用下多体浮式海工结构物间隙内的波浪共振特性进行了直接数值模拟（DNS）研究，并开展了相应的模型试验。对比共振发生时DNS得到的结果与水下粒子图像测速（PIV）测量得到的波面和速度矢量场结果，验证了数值模型的合理性。研究了波浪参数（波高和波数）和结构参数（浮箱底角型式和间隙宽度）对双浮箱间隙内自由液面响应幅度和共振频率的影响，并分析了间隙内水体能量的演化过程和浮箱的受力特性。研究表明，圆底角浮箱的量纲一共振波高Hg-max/H是矩形浮箱两倍，共振频率会随间隙宽度的变化而发生显著改变。最后，对比了波浪共振发生时不同底角型式浮箱周围复杂涡结构的特征差异，提出了一种抑制双浮体海工结构间隙内波浪共振的建议方案，可为多体浮式海工结构物的设计提供了参考。

关键词：多体浮式海工结构物波浪共振直接数值模拟 PIV

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巴伦支海西南海域风浪设计参数估计研究

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：廖振焜董胜中国海洋大学工程学院

巴伦支海蕴含丰富的油气资源，但环境条件复杂，常发生以极地低压为代表的极端天气过程。为了研究受极地低压影响的巴伦支海西南海域风浪设计参数，给在此作业的海洋工程结构提供参考。本文基于ERA5再分析数据，识别影响巴伦支海的极地... 详细信息

巴伦支海蕴含丰富的油气资源，但环境条件复杂，常发生以极地低压为代表的极端天气过程。为了研究受极地低压影响的巴伦支海西南海域风浪设计参数，给在此作业的海洋工程结构提供参考。本文基于ERA5再分析数据，识别影响巴伦支海的极地低压过程，选取代表点提取其过程极值序列，基于复合极值分布理论建立考虑多种过程的风速、波浪环境设计参数估计模型，推算设计重现值，与年极值法计算结果进行了比较。研究表明：通过考虑极地低压过程，抽取过程极值序列，包含了更多的情况，适当降低环境设计参数值，结果更加符合实际。

关键词：巴伦支海极地低压风速波高过程极值复合极值分布统计分析设计参数

基于土地利用/覆被动态变化的粤港澳大湾区碳储量评价与预测

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环境科学 2024年第4期45卷 2321-2331页

作者：郑慧玲郑辉峰中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 中国人民解放军93617部队北京101400

土地利用/覆被变化会增加区域碳储量或引发碳损耗,进而影响全球气候.研究湾区土地利用与碳储量变化的影响机制,对区域生态系统保护及社会经济可持续发展具有重要意义.基于InVEST模型和PLUS模型,分析了粤港澳大湾区土地利用与碳储量的动... 详细信息

土地利用/覆被变化会增加区域碳储量或引发碳损耗,进而影响全球气候.研究湾区土地利用与碳储量变化的影响机制,对区域生态系统保护及社会经济可持续发展具有重要意义.基于InVEST模型和PLUS模型,分析了粤港澳大湾区土地利用与碳储量的动态变化特征及影响机制,进一步模拟预测了2030年3种发展情景(自然趋势情景、建设用地优先情景和生态优先情景)下土地利用类型变化对碳储量的影响.结果表明:(1)2000~2020年粤港澳大湾区的耕地(减少5.38%)和建设用地(增加8.68%)变化最显著,其余用地类型的变化较小.林地作为大湾区的主要用地类型,同样也是重要的碳库,空间上集中分布于东、北、西三面的台地和丘陵地区,碳储存低值区集中于中部平原,以建设用地为主.(2)受不同用地类型相互转化的影响,粤港澳大湾区的碳损失了20.12×10^(6) Mg.耕地和林地面积的减少以及建设用地面积的增加是碳损耗的主要原因.(3)模拟研究发现生态保护措施将有效提高区域碳储量.具体来说,当耕地、林地和草地向建设用地的转化减少20%,湿地和水体向建设用地的转化减少30%时(生态优先情景),区域碳储量可增加2.58×10^(6) Mg.研究结果可以为土地利用和城市发展规划的制定提供理论依据,促进粤港澳大湾区“碳达峰碳中和”目标的实现.

关键词：土地利用/覆被(LULC) 碳储量 InVEST模型 PLUS模型粤港澳大湾区(GBA)