邱大洪1，王凤龙1，王清湘2，邴 晓3，王 克4，任 亮2
(1大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2大连理工大学土木建设学部，辽宁 大连 116024；3大连理工大学 土木建筑设计研究院有限公司，辽宁 大连116024； 4大连理工大学 工程力学系，辽宁 大连 116024)
摘要：高桩结构是码头工程普遍采用的一种结构形式，多年来，码头上部结构耐久性受到挑战，对新型的整体拼装双向预应力板结构进行了模型试验研究，结果显示所提出的设计方案、施工工艺和方法是可行和可靠的，并提出了混凝土结构模型试验的相似准则，从而可根据模型试验所得的荷载能力来估算原型结构荷载能力的方法。
关键词：码头上部结构设计理念；模型设计；荷载试验；相似准则
邱大洪，王凤龙，王清湘，等.整体拼装双向预应力板结构试验研究[J].海洋工程，2012，30（4）：1-9.
流动保障中管道的颗粒侵蚀分析
张 日，刘海笑
（天津大学 建筑工程学院，天津 300072）
摘要：颗粒侵蚀是管道流动保障研究中的一个主要问题，是导致管壁变薄、管道破裂的重要原因，直接关乎油藏能否安全地输送到采油终端。阐述了影响管道颗粒侵蚀的诸多因素，指出API规范中存在的不足，对现有的颗粒侵蚀模型进行了综合评价，提出了一种解决颗粒侵蚀问题的数值方法。通过计算相关文献中实验工况的颗粒侵蚀结果，比较分析了经验模型和CFX软件在分析管道颗粒侵蚀问题中的优缺点和适用性。分析结果认为，Tulsa模型具有较高的计算精度与较广的适用范围，CFX软件可以比较准确地计算气雾流管道内的颗粒侵蚀结果。
关键词：输油管道；流动保障；颗粒侵蚀；经验模型；数值方法
张 日，刘海笑.流动保障中管道的颗粒侵蚀分析[J].海洋工程，2012，30（4）：10-20.
Truss Spar平台在浮卸作业过程中结构强度分析
杨 玥1，杨建民1，胡志强1，樊之夏2，孙伟英2
(1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)
摘要：在桁架式深吃水立柱式平台（Truss Spar）运输作业的浮卸过程中，半潜驳船不断压载下潜直到Truss Spar平台自浮后拖离驳船。针对浮卸作业的双浮体状态，提出Truss Spar平台在与半潜驳船发生接触情况下的载荷计算方案并进行结构应力水平评估。基于三维势流理论及SESAM软件，考虑平台及半潜驳船双浮体之间的水动力相互影响，首先对双浮体系统进行频域下求解，得到波浪诱导载荷；然后在时域下求解波浪中双浮体的运动方程及产生的接触力；最后将这两种载荷下的结构强度分析结果进行线性叠加，得到Truss Spar平台在波浪诱导载荷及接触力联合作用下结构应力水平。对比不同波浪方向及周期下的接触力结果，研究Spar平台结构整体应力水平及高应力区域位置特点，对总体强度水平进行评估。
关键词：桁架式深吃水立柱式平台；浮卸；多浮体系统；载荷求解；结构分析
杨 玥，杨建民，胡志强，等.Truss Spar平台在浮卸作业过程中结构强度分析[J].海洋工程，2012，30（4）：21-28.
基于MCC理论的内孤立波数值模拟
高原雪，尤云祥，王旭，李 巍
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)
摘要：基于MCC (Miyata-Choi-Camassa)理论，将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度为入口条件，结合理想流体完全非线性欧拉方程，建立了两层流体中内孤立波生成与传播的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值水槽方法。在系列数值模拟基础上，获得了内孤立波设计振幅与数值模拟振幅之间的相关关系，实现了在振幅可控条件下的内孤立波数值模拟。结果表明，在极限振幅范围内，数值模拟所得内孤立波波形均与MCC理论解吻合良好，而KdV(Korteweg-de Vries)和mKdV（modified KdV）理论解只适用于小振幅的情况。同时，利用CFD数值模拟结果，对内孤立波诱导流速场特性进行了分析，结果表明内孤立波诱导水平速度在上层及波面下方流体层中垂向衰减很小，但在内界面与波面之间流体层中垂向衰减明显。
关键词：内孤立波；数值水槽；速度入口；MCC理论
高原雪，尤云祥，王 旭，等.基于MCC理论的内孤立波数值模拟[J].海洋工程，2012，30（4）：29-36.
结构与尾流非线性耦合涡激振动预测模型
郑仲钦，陈伟民
(中国科学院力学研究所 环境力学重点实验室，北京 100190)
摘要：预测圆柱涡激振动的尾流振子模型中，通常采用线性的耦合模型，例如位移或者速度、加速度耦合来表征结构对尾流的作用。三种线性模型在预测圆柱锁频阶段的动力特性时存在差异，而且适用范围也受质量比的限制。提出了考虑结构与尾流动力非线性耦合的模型，该模型基于加速度耦合并结合速度耦合进行修正，适用范围不受质量比的影响；与实验结果的对比表明该模型可以更合理地给出锁频区域以及结构位移响应和尾流升力。最后，利用新模型讨论了质量比对锁频阶段结构振动幅值、尾流升力及频率比的影响；结果表明，随着质量比的增大，结构锁频区域变窄，结构振幅和尾流升力幅值减小。
关键词：涡激振动；尾流振子模型；流固耦合；质量比；锁频
郑仲钦，陈伟民.结构与尾流非线性耦合涡激振动预测模型[J].海洋工程，2012，30（4）：37-41.
随机波浪中张力腿平台耦合运动及系泊系统特性研究
谷家扬1，2，吕海宁1，杨建民1
(1上海交通大学 海洋工程国家重点试验室，上海 200240；2.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003)
摘要：张力腿平台（TLP）是一种垂直系泊的半顺应半刚度式平台，预报平台的运动响应及锚泊系统的张力是张力腿平台结构设计的重要基础。应用挪威船级社SESAM软件在频域和时域内研究了张力腿平台在随机波浪中的非线性运动响应及系泊系统特性，并在试验室中通过缩尺比为1∶40的模型进行了试验验证。在试验验证的基础上，将仅考虑浪与考虑浪、流联合作用下的张力腿的张力平均值、幅值及标准差作了对比。结果表明，在较低海况时，考虑浪和流时的张力腿与不考虑流的情况变化不大；在较大海况时，流的影响不可忽略，考虑流的张力腿变化幅度要略大于不考虑流的情况。
关键词：张力腿平台；动力响应；随机波；系泊特性
谷家扬，吕海宁，杨建民.随机波浪中张力腿平台耦合运动及系泊系统特性研究[J].海洋工程，2012，30（4）：42-48.
深水半潜式生产平台耦合动力特性对比研究
赵晶瑞1，2，范模1，段梦兰2
(1.中海油研究总院，北京 100027；2.中国石油大学（北京），北京 102249)
摘要：应用数值模拟与模型试验相结合的方法研究半潜式生产平台系泊状态下的耦合动力特性。建立耦合分析模型，时域内计算求解平台的动力响应，选取缩尺比为1∶60，采用等效截断模型方法对数值模拟结果进行验证。通过对比模型试验与数值模拟结果发现：等效截断系泊系统可以较好地模拟平台的位移响应，但在系泊张力方面却差异较大，此外极端海况下平台的甲板上浪问题也必须得到充分重视。
关键词：半潜式生产平台；耦合动力分析；等效截断；模型试验；数值模拟
赵晶瑞，范 模，段梦兰.深水半潜式生产平台耦合动力特性对比研究[J].海洋工程，2012，30（4）：49-54.
非静压波浪模型无反射造波
邹国良1，张庆河1，2
(1天津大学 建筑工程学院，天津 300072；2.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072)
摘要：非静压波浪模型是一种近年来得到迅速发展且有望在工程计算中获得广泛应用的波浪模型。为了在非静压波浪模型中实现无反射造波，在连续性方程中添加了质量源项进行域内源造波，并采用阻尼消波方法进行数值消波。数值算例结果表明，所建立的无反射造波方法可以较好地避免非静压波浪数学模型中的二次反射，实现长时间稳定波浪模拟。
关键词：非静压波浪模型；域内源造波；阻尼消波；SWASH模型
邹国良，张庆河.非静压波浪模型无反射造波[J].海洋工程，2012，30（4）：55-61.
长波和水流作用下浮泥流动机理研究
吴 博1，刘春嵘1，呼和敖德2
(1.湖南大学 机械与运载工程学院工程力学系，湖南长沙 410082；2.中国科学院 力学研究所，北京 100190)
摘要：基于宾汉模型，并运用量级分析方法建立了长波、水流作用下浮泥运动简化方程。简化后的浮泥运动方程是一个非线性的常微分方程。运用解析与数值混合的方法进行求解，计算量很小。讨论了水流对泥面的剪应力、波幅、波长、浮泥层厚度以及浮泥密度等多组参数对浮泥输运速度的影响。研究表明，存在波浪的情况下，即使水流对泥面的剪应力远小于浮泥屈服应力浮泥也能出现定向的输运。
关键词：浮泥运动；浮泥输运；宾汉模型；波流
吴 博，刘春嵘，呼和敖德.长波和水流作用下浮泥流动机理研究[J].海洋工程，2012，30（4）：62-67.
太湖风浪场的计算与比较
张洪生1，戴甦2，张 怡2
（1.上海海事大学 海洋环境与工程学院，上海 201306；2.水利部太湖流域管理局，上海 200434)
摘要：首先探讨了浅水风浪数值模型—SWAN模型应用于模拟内陆湖泊风浪生成和传播变形时的特点。该模型存在不能有效地模拟近固壁边界处风浪场的缺点，以能正确地模拟湖区的风浪场和节约计算时间为原则，确定了计算范围。对太湖进行了风场和风浪场的现场观测。分别利用规范公式和SWAN模型两种方法、根据观测和预报的风场计算了湖区的有效波高，并将计算结果和现场观测值进行了详细比较。结果表明基于观测的风场，利用两种方法所计算的太湖风浪场的精度基本相当；在根据观测的风场、利用SWAN模型计算内陆湖泊的风浪场时，需要精心选择恰当的风场；在根据预报的风场预报湖区风浪场时，SWAN模型的精度要高于规范公式的精度。
关键词：风浪场；风场；SWAN模型；规范公式；太湖
张洪生，戴 甦，张 怡.太湖风浪场的计算与比较[J].海洋工程，2012，30（4）：68-81.
韦帕台风对连云港典型水域波能损耗
及悬沙含沙量影响研究
杨 氾1，2，张玮1
(1河海大学 港口航道及近海工程学院，江苏南京 210098；2南京水利科学研究院，江苏 南京 210024)
摘要：旨在建立淤泥质海岸条件下波能功率沿程损耗和水体悬沙垂向悬浮功率之间的时间对应关系。通过韦帕台风时期连云港波浪数学模型，求解了测点处波能功率沿程损耗的变化过程。结合实测资料进行分析后认为，该过程与波高过程存在相位差，同时与实测水体悬沙含沙量变化过程对应关系较好。结合以往研究成果，说明利用波能功率衰减变化推求淤泥质海岸风天条件下的水体含沙量变化可以同时满足空间和时间上对应关系。还分析了底部摩阻损耗与底部含沙量之间的对应关系，两者在时空分布上也较为吻合。通过韦帕台风实测资料和数学模型结果，推求出波能功率沿程损耗与悬沙垂向悬浮功率之间的转化因子为0.3。
关键词：淤泥质海岸；台风；波能损耗；含沙量；连云港
杨 氾，张 玮.韦帕台风对连云港典型水域波能损耗及悬沙含沙量影响研究[J].海洋工程，2012，30（4）：82-89.
导流板对波浪作用下海底管线影响研究
张芝永1，拾兵1，阮雪景1，高学睿2
(1中国海洋大学 工程学院，山东青岛 266100；2中国水利水电科学研究院，北京 100038)
摘要：为研究导流板对波浪作用下海底管线的影响，在FLUENT中建立二维数值波浪水槽对不同导流板高度的海底管线附近波浪场进行数值模拟，并将计算结果与试验结果进行了比较，结果表明，计算结果与试验结果较为吻合。添加导流板后管线表面压力分布及波浪力均发生变化。水平波浪力最大值随着导流板高度的增大而增大，而垂直波浪力最大值则随之逐渐减小。
关键词：海底管线；导流板；流场；压力分布；波浪力
张芝永，拾 兵，阮雪景，等.导流板对波浪作用下海底管线影响研究[J].海洋工程，2012，30（4）：90-96.
斜坡面波浪冲击力试验研究及现场资料分析
冯卫兵1，张惠1，郝青玲2
(1.河海大学 港口海岸及近海工程学院，江苏 南京 210098； 2.南海舰队 湛江设计所，广东 湛江 524003)
摘要：通过莆田试验站实测资料分析和物理模型试验，对单一斜坡护面板的打击力进行了研究，阐述了斜坡上最大相对波压力和波坦、堤坡坡度以及水深的关系，提出了波压力、波压力打击点位置以及波压力沿斜坡分布的计算公式，并给出了不同累积频率下的波压力换算关系。
关键词：不规则波；斜坡堤；波浪打击力；波压力；莆田
冯卫兵，张 惠，郝青玲.斜坡面波浪冲击力试验研究及现场资料分析[J].海洋工程，2012，30（4）：97-102.
正方体人工鱼礁流场效应试验研究
刘 彦1，赵云鹏1，崔 勇2，3，董国海1
(1.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.中国水产科学研究院黄海水产研究所 青岛市海水鱼类种子工程与生物技术重点实验室，山东 青岛 266071；3.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所农业部渔业装备与工程重点开放实验室，上海200092)
摘要：采用无干扰的粒子图像测速技术（PIV），针对中空型正方体人工鱼礁，选取3个不同的来流速度
关键词：人工鱼礁；粒子图像测速 (PIV)；流场效应；正方体
刘 彦，赵云鹏，崔 勇，等.正方体人工鱼礁流场效应试验研究[J].海洋工程，2012，30（4）：103-108.
海洋环境要素计算不确定性分析
雷方辉1，谢波涛1，2，王俊勤1
（1.中海油研究总院，北京 100027；2.中科院力学研究所 博士后流动站，北京 100080)
摘要：海洋环境要素（如风、浪、流、周期等）极值参数的准确推算在海洋工程设计中具有重要意义。由于极值计算时存在的不确定性因素，导致不同模式、样本的组合会导致极值计算结果产生明显差异。使用南海长期波浪资料，对环境要素计算时存在的统计模型不确定性、取样不确定性和参数求解方法的不确定性等进行了系统的研究和比较，最终对极值理论总体不确定性进行了分析。结果表明，采用复合极值分布并扩大样本数量的方法，可有效减小极值预测的不确定性及海洋结构物设计阶段的风险。
关键词：极值模型；设计波高；不确定性；取样方法；概率预测
雷方辉，谢波涛，王俊勤，等.海洋环境要素计算不确定性分析[J].海洋工程，2012，30（4）：109-117.
海洋资源四维勘探拖缆阵列动力学特性仿真研究
吴喆莹，张维竞，刘涛，张广磊，史斌杰
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)
摘要：面对日益增长的海洋资源勘探需求，海洋资源四维勘探拖缆阵列的研究越来越被人们所重视。作为拖缆动态控制策略研究的前提与依据，拖缆阵列的动力学特性始终是该领域在技术突破进程中的重要课题。以Ablow的经典模型为基础，采用微元法对拖缆阵列建立三维模型，并在时域上采用广义α算法对非线性方程进行离散求解，通过程序编译，对拖缆在四种工况（即拖船匀速直线航行、回转航行、变速直线航行以及拖点处存在升沉运动等）下的响应进行计算分析，着重考量其深度及张力的变化。仿真计算结果表明，广义α算法对拖缆阵列姿态在空间和时间上离散求解，算法稳定性良好，弥补了传统有限差分法对于时域不稳定的缺陷。
关键词：海洋勘探；拖缆阵列；广义α算法；动力学特性；仿真
吴喆莹，张维竞，刘 涛，等.海洋资源四维勘探拖缆阵列动力学特性仿真研究[J].海洋工程，2012，30（4）：118-124.
水深对系泊起重船运动影响的数值与试验分析
董 璐1，徐慧1，高 巍2，骆寒冰1
（1.天津大学 建筑工程学院，天津 300072；2.北京高泰深海技术有限公司，北京 100011)
摘要：以一艘现役起重船为研究对象，对其进行不同水深（
关键词：起重船；系泊系统；模型试验；数值分析；水深影响
董璐，徐 慧，高 巍，等.水深对系泊起重船运动影响的数值与试验分析[J].海洋工程，2012，30（4）：125-130.
深水半潜式钻井平台一阶运动对动力定位控制精度的影响
闫 芳，王 磊，李勇跃
(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240)
摘要：旨在研究装有动力定位系统的深水半潜式钻井平台中通常被设计过程忽略的海洋结构物一阶运动对动力定位控制精度的影响情况。首先分别计算得到半潜平台的一阶运动响应和动力定位平台的运动响应，叠加得到考虑一阶运动时的动力定位运动统计值。最后，通过对比考虑和不考虑一阶运动两种情况下平台的动力定位控制精度，验证一阶运动对动力定位控制精度的影响，为工程设计提供参考，建议平台设计和分析过程中应考虑由一阶运动造成的精度冗余。
关键词：动力定位；控制精度；一阶运动；深水半潜平台
闫 芳，王 磊，李勇跃.深水半潜式钻井平台一阶运动对动力定位控制精度的影响[J].海洋工程，2012，30（4）：131-136.
深水铺缆船张紧器夹紧缸液压同步控制系统设计与仿真
陈翠和1，钟朝廷2，万箭波3，张涛2，刘冬冬2
(1 宜春学院，江西宜春 336000；2海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；3.天津市精研工程机械传动有限公司，天津 300451)
摘要：张紧器是深水铺缆船上的关键作业装备。由于结构的不对称性，在不加控制的情况下，两个夹紧缸在运动过程中会产生不同步，从而造成系统过大的作用力和/或强烈振动而破坏机构。介绍铺缆张紧器及其夹紧系统工作原理，设计夹紧缸同步液压控制系统并进行了仿真，验证系统设计的可行性，为铺缆张紧器的设计与调试提供了有价值的参考。
关键词：张紧器；电缆铺设；同步控制；液压缸；深水铺缆船
陈翠和，钟朝廷，万箭波，等.深水铺缆船张紧器夹紧缸液压同步控制系统设计与仿真[J].海洋工程，2012，30（4）：137-143.
船体线型曲面局部修改法研究
刘 鹏，胡铁牛
(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240)
摘要：为建立一个简便、多功能的船体曲面修改和生成系统，提出一种船体线型曲面局部修改法，求解船体曲面修改问题。方法采用NURBS曲面技术，对曲面连接满足连续的充分条件推导，保证了局部曲面与外部曲面的光顺连接，控制顶点移动方程组的建立使得新曲面的表达简单直接，最后以某平台供应船船体曲面的修改为算例对方法进行验证，得到一个满足修改要求、光顺平滑的船体新曲面。该方法可应用于数字化造船和改进数学船型方法，也可推广应用于海洋平台等其他领域的曲面拟合、修改和生成。
关键词：船体线型；曲面生成；曲面局部修改；NURBS
刘 鹏，胡铁牛.船体线型曲面局部修改法研究[J].海洋工程，2012，30（4）：144-148.
破碎波群间隔统计分布
田文婧1，类淑河1，管长龙2，马海燕1 ，薛 川1
(1 中国海洋大学数学系，山东 青岛 266100；2中国海洋大学 物理海洋实验室，山东 青岛266100)
摘要：基于一系列实验室风浪破碎实验，讨论破碎波群间隔的统计分布。实验时风速分别设定在6～
关键词：风浪破碎；波群；破碎波群间隔；Gamma分布；更新过程
田文婧，类淑河，管长龙，等.破碎波群间隔统计分布[J].海洋工程，2012，30（4）：149-153.
基于视觉的水雷目标识别方法研究
苗锡奎1，2，3，4，朱枫1，3，4，许以军1，吴清潇1，3，4，郝颖明1，3，4，任申真1
（1.中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016；2.中国科学院研究生院，北京 100049；3.中国科学院光电信息处理重点实验室，辽宁沈阳 110016；4.辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室，辽宁 沈阳 110016)
摘要：水下目标识别一直是目标识别领域的研究热点，为此，以水雷目标识别为需求背景提出了一种基于视觉的水雷目标识别方法。该方法从水雷目标形状的本质特征出发，根据几何矩的物理意义，结合区域特征和边界特征构造了三个适合于水雷目标形状描述子，采用阈值判决的方法，实现水雷目标的识别。实验结果表明，该方法比基于不变矩的方法识别率更高，具有较好的稳定性，尤其适用于水下特定形状的目标识别和目标受到部分遮挡的情况。其中水下图像处理和特征的定义方法对水下目标识别具有指导和借鉴意义。
关键词：水下机器人；水下图像；目标形状；不变矩；水雷识别；视觉
苗锡奎，朱 枫，许以军，等.基于视觉的水雷目标识别方法研究[J].海洋工程，2012，30（4）：154-160.
