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类液体聚合物表面的研究进展

涂料工业 2024年第6期54卷 76-81页

作者：黄艳轶张振强李瑜罗忠马春风张广照华南理工大学材料科学与工程学院广州510641 海军工程大学基础部武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033

类液体表面对各种液体具有动态排斥性,液体能轻易在表面滑落,同时表现出极低的接触角滞后。近年来,制备成本低、环保、高效、性能稳定、可大规模应用的类液体聚合物表面成为研究热点。类液体聚合物表面独特的拒液性能与分布在表面的聚... 详细信息

类液体表面对各种液体具有动态排斥性,液体能轻易在表面滑落,同时表现出极低的接触角滞后。近年来,制备成本低、环保、高效、性能稳定、可大规模应用的类液体聚合物表面成为研究热点。类液体聚合物表面独特的拒液性能与分布在表面的聚合物分子结构紧密相关。介绍了类液体聚合物表面的拒液作用机制和制备基本准则以及具有类液体性质的聚合物材料和类液体聚合物表面的制备方法;总结了类液体聚合物功能材料最新的代表性应用研究成果,包括防冰、耐沾污、减阻、无损液滴定向传输等;讨论了类液体聚合物功能材料仍然面临的挑战,并展望了其未来应用前景。

关键词：类液体聚合物表面湿润性动态排斥低黏附力

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船用复合材料T型连接结构冲击损伤特性研究

中国造船 2024年第3期 27-39页

作者：丁莉浩夏玮叶帆李应刚刘昆李晓彬高性能舰船技术教育部重点实验室(武汉理工大学) 武汉理工大学船海与能源动力工程学院中国船舶及海洋工程设计研究院江苏科技大学船舶与海洋工程学院

复合材料船体结构的构件主要通过典型节点连接。论文采用有限元软件ABAQUS建立了船用复合材料T型连接结构压缩冲击损伤特性数值仿真模型，利用落锤冲击试验机开展了动态压缩冲击损伤特性试验验证，研究了冲击速度与边角材宽度对连接结... 详细信息

复合材料船体结构的构件主要通过典型节点连接。论文采用有限元软件ABAQUS建立了船用复合材料T型连接结构压缩冲击损伤特性数值仿真模型，利用落锤冲击试验机开展了动态压缩冲击损伤特性试验验证，研究了冲击速度与边角材宽度对连接结构冲击损伤特性的影响。结果表明，随着冲击速度的增加，复合材料T型连接结构，将会发生下列损伤模式：（1）动力屈曲失稳、连接结构分层耦合损伤，（2）动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效耦合损伤，（3）动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效及结构断裂耦合损伤等。边角材宽度对连接结构分层损伤范围有较大的影响，宽度越大，分层损伤的范围越小。

关键词：复合材料T型连接结构冲击载荷损伤演化动力屈曲

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纳米改性环氧隔热涂层的制备及其耐蚀性研究

中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：吕晓明王震宇韩恩厚广东腐蚀科学与技术创新研究院华南理工大学材料科学与工程学院

沿海环境中一些高温设备与管道长期处于湿态热腐蚀状态，这会导致涂层隔热能力下降。本文针对海洋湿态热腐蚀环境，制备了纳米改性环氧耐蚀隔热涂层；并探究腐蚀过程中涂层的耐盐水、耐盐雾、抗冷热冲击及隔热性能等变化特征，分析腐蚀... 详细信息

沿海环境中一些高温设备与管道长期处于湿态热腐蚀状态，这会导致涂层隔热能力下降。本文针对海洋湿态热腐蚀环境，制备了纳米改性环氧耐蚀隔热涂层；并探究腐蚀过程中涂层的耐盐水、耐盐雾、抗冷热冲击及隔热性能等变化特征，分析腐蚀环境中纳米氧化锆提高环氧隔热涂层耐腐蚀性与隔热性能的关联性。研究结果表明，纳米改性涂层在腐蚀环境中的耐蚀与隔热稳定性得以显著提升，其中3wt%氧化锆添加量时，改善效果最好，而含量过少、过多时不能达到理想的防护性能。

关键词：海洋环境纳米氧化锆环氧涂层耐腐蚀隔热性

复材管力学性能测试系统多层级探究式实验教学

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实验室研究与探索 2024年第2期43卷 151-157页

作者：谢攀黄旖珩陈光明黄奕森周龙华彭旭华南农业大学水利与土木工程学院广州510642 华南理工大学土木与交通学院广州510640

依托大学生创新创业项目,结合纤维增强树脂基复合材料在海洋工程中应用的前沿,开展了基于多层级探究式实验教学研究,制作了能准确测量复材管轴向受压和环向受拉力学性能参数的测试系统,构建了复材管双向非线性模型。每个层级学生团队在... 详细信息

依托大学生创新创业项目,结合纤维增强树脂基复合材料在海洋工程中应用的前沿,开展了基于多层级探究式实验教学研究,制作了能准确测量复材管轴向受压和环向受拉力学性能参数的测试系统,构建了复材管双向非线性模型。每个层级学生团队在导师指导下开展特定主题的科学探索活动,学习前沿理论知识或者培养关键实验技术能力,从而实现该层级综合能力的培养目标。通过研究表明,选定合适的科学前沿问题开展多层级探究式学习,不仅使大学生获得了对科学前沿课题相关背景及知识的理解,而且还显著提升了学生的创新能力和团队协作能力,培养了学生的科学研究素养。

关键词：纤维增强复合材料力学性能探究式学习实验教学

二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究

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计算力学学报 2024年第2期41卷 344-351页

作者：桂强孙磊游翔宇柴应彬李威华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 长沙理工大学水利与环境工程学院长沙410114 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室武汉430074 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值... 详细信息

径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值法。该方案采取一个简单而直接的格式,可确保在进行数值积分时同一背景积分单元中的被积函数是连续可微的,从而减小数值积分误差,得到比原始径向基点插值法更精确的数值解。同时,为了处理外声场问题,本文采用DtN映射技术将无限域截断为有界计算域,满足索默菲尔德辐射条件。数值试验表明,相比于传统有限元法和原始径向基点插值法,本文改进方法具有更高的计算精度和计算效率,在研究水下声辐射问题时具有良好的应用前景。

关键词：径向基点插值法水下声辐射 DtN映射无界域无网格技术

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喷水推进动力定位推力分配方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 66-71页

作者：徐海祥余克宇余文曌魏跃峰武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室湖北武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力学院湖北武汉430063 中国船舶及海洋工程设计院喷水推进技术重点实验室上海200011

针对喷水推进器模型复杂非线性约束下的推力分配问题,提出了一种区域二次规划方法.将喷水推进器纵向推力的瞬时反向特性视为动态可行域的空间不完全对称变化,根据预求解的结果和所设计的区域分配逻辑,得到局部可行的初值和更为准确的求... 详细信息

针对喷水推进器模型复杂非线性约束下的推力分配问题,提出了一种区域二次规划方法.将喷水推进器纵向推力的瞬时反向特性视为动态可行域的空间不完全对称变化,根据预求解的结果和所设计的区域分配逻辑,得到局部可行的初值和更为准确的求解可行域并保持其凸性,结合组合偏置优化求解算法最终可以得到满足船舶作业需求的最优分配结果.以一艘装配喷水推进器的动力定位船舶为研究对象进行了仿真验证,结果表明:该算法能够有效地实现推力分配,并且相较于传统迭代优化分配算法,求解精度和收敛速度都得到了较大的提升.

关键词：动力定位喷水推进器推力分配区域二次规划非线性约束

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固定式风机冰激频率锁定振动分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：尹昊阳王滨高山闯振菊屈衍郑仁杰华南理工大学中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司大连海事大学

冰激振动是结冰海域工程结构面临的一个严重问题。尤其在慢冰速下(波罗的海冰速为 0.04 m/s至 0.1 m/s)，海冰破碎过程与结构振动耦合会导致冰荷载与结构振动频率锁定，从而引发结构剧烈振动，是冰区海洋结构需要重点考虑的危险工况。... 详细信息

冰激振动是结冰海域工程结构面临的一个严重问题。尤其在慢冰速下(波罗的海冰速为 0.04 m/s至 0.1 m/s)，海冰破碎过程与结构振动耦合会导致冰荷载与结构振动频率锁定，从而引发结构剧烈振动，是冰区海洋结构需要重点考虑的危险工况。目前，在相关频率锁定机理解释和行业规范中均缺少有效的研究方法对这一现象进行解释。本文基于韧性损伤-破碎机理提出了一种海上风电基础频率锁定振动分析方法，并以5MW固定式单桩基础为例进行了示范应用。分析结果表明，与石油平台、灯塔等宽大结构不同，风机结构具有高耸、低频等特点使得频率锁定的发生概率较小；同时，频率锁定发生时结构响应幅值大于脆性挤压破碎导致的随机振动响应的幅值。

关键词：冰激振动频率锁定韧性损伤-破碎冰与结构相互作用冰区风电单桩式海上风机

内孤立波作用下新概念人工海床水动力载荷及流场特性研究

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船舶力学 2024年第6期28卷 818-831页

作者：姚金江甄兴伟段秋阳黄一大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院辽宁大连116024

新概念人工海床能够有效提升海上油气开发装备对强风、巨浪和表面强流等海面灾害性海洋环境要素的适应性,但内波产生的巨大冲击载荷是影响人工海床作业安全的关键因素。本文研究内孤立波作用下新概念人工海床水动力载荷及流场特性问题... 详细信息

新概念人工海床能够有效提升海上油气开发装备对强风、巨浪和表面强流等海面灾害性海洋环境要素的适应性,但内波产生的巨大冲击载荷是影响人工海床作业安全的关键因素。本文研究内孤立波作用下新概念人工海床水动力载荷及流场特性问题。首先,以eKdV方程为理论模型,采用速度入口造波方法,建立三维内孤立波数值水槽,实现内孤立波的数值造波;在此基础上,对数值造波的波形与理论波形和试验波形进行对比,验证数值方法的有效性;最后,计算内孤立波作用于人工海床的水动力载荷,详细研究不同内孤立波振幅下人工海床的受力特性,分析人工海床周围的速度场和涡量场。研究结果表明:随着内孤立波振幅的增加,人工海床所受的拖曳力、垂向力和升力均逐渐增加,且拖曳力和垂向力远大于升力;当内孤立波经过人工海床时,人工海床周围的流体质点速度增大,涡强度增大。本研究可为大型水下工程结构物的内孤立波载荷预报及流场特性分析提供一种有效的数值计算方法。

关键词：内孤立波人工海床新概念数值造波水动力试验验证

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随机海况下浮式结构物时域响应分析

船舶工程 2024年第1期46卷 134-141页

作者：杜海越张天明杨林林李红涛崔洪宇中国船级社海洋工程技术中心天津300457 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

为快速准确地获得随机海况下浮式结构物的时域响应,提出一种快速计算结构时域响应的方法。建立有限元应力模式的动力学方程,论证节点在周期荷载作用下的稳态解形式;推导节点应力响应函数的计算公式;将海况波浪谱分解,通过叠加应力响应... 详细信息

为快速准确地获得随机海况下浮式结构物的时域响应,提出一种快速计算结构时域响应的方法。建立有限元应力模式的动力学方程,论证节点在周期荷载作用下的稳态解形式;推导节点应力响应函数的计算公式;将海况波浪谱分解,通过叠加应力响应方式计算随机海况下节点应力的时域响应。通过数值仿真验证及具体的工程项目应用,证明了该方法的可行性和优越性,为浮式平台时域疲劳分析提供了一种新思路。

关键词：浮式结构物时域疲劳分析应力传递函数海浪谱数值验证