海洋工程结构的动力特性分析技术研究

新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析一、概述随着海洋资源的日益开发和利用，系泊系统在海洋工程中的应用越来越广泛，其设计优化及性能分析成为海洋工程领域的重要研究内容。

新型系泊系统的设计及其水动力性能分析，对于保障海洋平台、船舶等海洋结构物的安全、稳定与高效运行至关重要。

传统的系泊系统设计往往基于经验公式和简化的力学模型，难以准确反映实际复杂环境下的水动力特性。

随着计算流体力学、结构动力学等学科的快速发展，以及高性能计算机和数值模拟技术的广泛应用，新型系泊系统的设计方法正在向精细化、智能化和集成化方向发展。

本文旨在探讨新型系泊系统的设计方法及其水动力性能分析。

将介绍系泊系统的基本类型和结构特点，以及其在海洋工程中的应用场景。

重点阐述新型系泊系统的设计原则、关键技术和创新点，包括材料选择、结构设计、优化算法等方面。

通过数值模拟和实验研究，分析新型系泊系统在不同海况下的水动力性能，评估其稳定性和可靠性，为实际工程应用提供理论支撑和技术指导。

1. 新型系泊系统的重要性和应用背景随着海洋工程和船舶工业的飞速发展，新型系泊系统在海上工程结构物，特别是风力发电、海洋石油开采、海上货物运输等领域的应用越来越广泛。

系泊系统的主要功能是为海上设施提供安全、稳定的定位，确保其在各种环境条件下都能正常工作。

传统的系泊系统虽然在过去几十年中得到了广泛应用，但在面对极端海洋环境，如大风、大浪、海流和潮汐等复杂因素时，其性能往往受到挑战。

研究和开发新型系泊系统，提高其在极端环境下的性能，对于保障海上设施的安全、提高经济效益、促进海洋工程的持续发展具有重要意义。

新型系泊系统的研究不仅涉及结构设计、材料选择、制造工艺等多个方面，更重要的是要对其水动力性能进行深入分析。

水动力性能是指系泊系统在海洋环境中的受力、变形、振动等特性，它直接决定了系泊系统的稳定性和安全性。

通过对新型系泊系统的水动力性能进行分析，可以预测其在不同海洋环境下的表现，为系统设计和优化提供理论依据。

海洋工程中的海堤设计与施工要点引言：海洋工程是利用海洋资源和开发海洋空间的重要领域，海堤作为一种常见的海洋工程结构，承担着保护海岸线、防止海浪侵蚀和实现海洋资源的有效利用等重要功能。

本文将介绍海洋工程中海堤的设计与施工要点，深入探讨其技术要求和挑战。

一、海堤设计的技术要求1. 水动力特性分析：海堤的设计必须充分考虑海洋环境的水动力特性，包括波浪、洋流等，以保证海堤的稳定性和抗冲刷能力。

2. 结构稳定性分析：对于不同类型的海堤，如挟排堤、悬臂式堤、倾斜堤等，需要进行结构稳定性分析，以确定合理的结构形式和尺寸。

3. 土力学特性分析：海堤的稳定性和抗冲刷能力与海堤周围的海床土壤密切相关，因此需要进行土力学特性分析，确保海堤与海床的充分连接和稳定。

二、施工要点1. 初步测量与布局：施工前需要进行初步测量和布局，确定海堤的起止点、高程和线路等，以充分利用现有的地形地貌条件。

2. 原材料准备：施工过程中需要大量的混凝土、钢筋等材料，必须提前准备，并且保证材料的质量和规格符合设计要求。

3. 海堤基础施工：海堤的基础施工是保证海堤稳定性的重要环节，需要根据具体情况选择适当的基础形式，如灰石堆石、桩基等。

4. 海堤本体施工：海堤本体的施工包括混凝土浇筑、钢筋绑扎、振捣等工序，要求施工队伍具备丰富的经验和专业的技术。

5. 防护措施：由于海堤容易受到海浪的冲击和侵蚀，施工过程中需要制定相应的防护措施，如加固构造、增加护坎等，以保证施工质量和长期稳定性。

三、挑战与展望1. 环境保护问题：海洋生态环境的保护是当前海洋工程中面临的重要问题，海堤的施工必须合理规划，减少对海洋生态的影响。

2. 技术创新与发展：随着科技的不断进步，海堤的设计和施工技术也在不断创新，例如新型材料的应用和机械化设备的使用等，将进一步提高海洋工程的效率和质量。

3. 长期维护与管理：海堤的长期维护与管理是确保海堤正常运行和使用的关键，需要建立健全的管理体系和措施，保证海堤的稳定性和安全性。

FPSO水动力特性及系泊系统载荷特性分析方法研究赵珂;罗昆;李盈盈【摘要】为保证海上油气生产储油装置FPSO能够抵御百年一遇的恶劣海况,其水动力特性及系泊系统载荷特性的研究就显得十分必要.基于此,利用ANSYS-AQWA 的频域模块AQWA-LINE预报了FPSO水动力系数和运动响应,并采用模型做静水衰减的数值实验获得了横摇阻尼系数;利用时域模块AQWA-DRIFT对FP-SO船体和系泊系统进行耦合数值分析,计算了内转塔单点系泊定位下FPSO运动性能和系泊缆的张力特性.最后采用论文中提出的分析方法,在最新统计数据下,评估了某FPSO能否抵御百年一遇海况.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】6页(P41-46)【关键词】FPSO;系泊系统;水动力特性;耦合数值分析【作者】赵珂;罗昆;李盈盈【作者单位】重庆交通大学航运与船舶工程学院,重庆400074;中集船舶海洋工程设计研究院,上海201206;中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TE975近年来，陆地资源日渐减少，海上油气资源开发越来越受到各国关注，FPSO系统（Floating Production，Storage and Offloading System）是当今热门的海上油气处理设施，集油气处理、储油、卸油、发电、中控和生活为一体。

FPSO通过单点系泊系统长期固定于海上进行作业，因此它既有油轮的特点又具有固定式平台的功能［1］。

它不像一般船舶那样，在遇到恶劣风浪时可以避航。

因此，正确地给定海洋环境条件以及准确地分析FPSO系泊系统载荷特性显得十分重要。

在中国南海作业的“海洋石油115”号于2008年5月正式投产。

海洋环境条件引起的载荷包括波浪载荷、风载荷及流载荷等，对浮体运动时历的模拟和系泊系统的强度分析成为工程上重点关注的问题，因此需要发展完全耦合的水动力时域数值分析模型［2］。

海洋工程中的水动力学测量技术研究水动力学是海洋工程中至关重要的领域，它涉及到海洋环境的动力学特性和水体运动的测量与预测。

海洋工程的设计和建设过程中，水动力学的测量技术起着关键作用，可以提供实时和精确的海洋环境参数，为工程的规划、设计和运维提供有力支持。

近年来，随着海洋工程的快速发展，水动力学测量技术也不断创新和进步。

下面将对海洋工程中的水动力学测量技术进行详细探讨，包括测量方法、仪器设备以及应用领域等方面。

一、水动力学测量方法1. 浮标测量法：浮标测量法是一种常用的水动力学测量方法，它通过在水体中放置浮标，利用浮标的位移和速度信息来计算水流的运动参数。

浮标测量法可以提供较为准确的水流信息，适用于测量海洋表层的流速和流向。

2. 雷达测量法：雷达测量法利用雷达技术来测量水体表面的波浪高度、波向和波周期等参数。

雷达测量法具有测量精度高、实时性好的优点，适用于大范围区域的水动力学测量。

3. 超声波测量法：超声波测量法是一种基于声波传播原理的测量方法，它通过发射和接收超声波来测量水体中的流速和流向。

超声波测量法具有非接触、远距离、高精度等特点，适用于测量狭窄河道和复杂地形下的水动力学参数。

二、水动力学测量仪器设备1. 浮标：浮标是水动力学测量中常用的测量工具，它可以跟随水流运动，在水体中测量流速和流向。

浮标的种类繁多，有气压浮标、浮力浮标、超声波浮标等，可以根据不同测量需求选择合适的浮标类型。

2. 流速计：流速计是测量水体流速的重要设备，它可以通过测量流体通过设备截面的体积和时间来计算流速。

流速计的种类有旋转流速计、超声波流速计、电磁流速计等，可以根据具体测量场景和需求选择合适的类型。

3. 雷达测波仪：雷达测波仪是水动力学测量中常用的设备，它利用雷达技术可以测量水体表面的波浪高度、波向和波周期等参数。

雷达测波仪具有高精度、实时性好的优点，适用于大范围区域的波浪测量。

三、水动力学测量技术的应用领域1. 海洋工程设计：水动力学测量技术可以提供准确的水流、波浪和海洋环境参数，为海洋工程的设计提供重要的数据支持。

工程流体力学在海洋工程中的研究与应用1. 引言工程流体力学是研究流体在工程系统中运动和相互作用的学科，其研究内容广泛涉及流体动力学、水动力学、气动力学等。

海洋工程是利用海洋资源、开展海洋科学研究和实施海洋工程开发的综合学科。

工程流体力学在海洋工程中扮演着重要的角色，本文将探讨工程流体力学在海洋工程中的研究与应用。

2. 海洋工程中的流体力学问题海洋工程领域中存在着许多涉及流体力学的问题，如海洋平台的抗风浪能力、海岸工程的护岸设计、潜水器的水动力性能等。

工程流体力学的研究可以帮助工程师更好地理解和解决这些问题。

3. 海洋平台的抗风浪能力研究海洋平台是在海洋上建设的工程结构物，面临着复杂的海洋环境条件。

工程流体力学的研究可以帮助评估海洋平台的抗风浪能力，进而确定合理的结构设计参数。

通过模拟和仿真分析，可以预测海洋平台在不同风浪条件下的运动响应，进一步提高平台的安全性和稳定性。

4. 海岸工程的护岸设计海岸工程中，护岸是保护海岸线不受侵蚀的重要措施。

海岸护岸设计过程中需要考虑海浪的作用力、海洋流动等因素。

工程流体力学可以通过分析波浪的传播和反射，评估护岸的稳定性。

同时，可以利用数值模拟方法对不同的护岸结构和材料进行优化设计。

5. 潜水器的水动力性能研究潜水器是进行水下作业和勘探的重要设备，其水动力性能直接影响其操控性和工作效率。

工程流体力学可以通过模拟潜水器在不同水下条件下的运动状态，评估潜水器的流体力学性能，并提出相应的设计和改进建议。

例如，可以分析潜水器的阻力和稳定性，优化潜水器的船体形状和推进系统。

6. 海洋能源的开发利用海洋能源是一种可再生能源，可以通过海洋潮汐、波浪、海流等转化为电力能源。

工程流体力学在海洋能源领域中的应用，可以帮助优化海洋能源设备的设计，并提高能源转化效率。

通过模拟海洋动力特性和流体力学问题，可以确定最佳的能量转换装置类型、布局等参数，从而实现海洋能源的高效开发利用。

7. 结论工程流体力学在海洋工程中的研究与应用，可以帮助工程师更好地理解和解决海洋工程中的流体力学问题。

海洋工程水动力学海洋工程水动力学是研究海洋中水流运动及其对工程结构和海洋环境的影响的学科。

它结合了流体力学、海洋学和工程学的知识，旨在解决海洋工程中的水动力问题。

水动力学是研究流体运动的学科，而海洋工程水动力学则是将这一学科应用于海洋工程领域。

海洋工程水动力学的研究对象主要包括海洋中的波浪、潮流、海流、涡流等。

这些水动力学现象对海洋工程的设计、施工和运营都具有重要影响。

在海洋工程中，波浪是最常见的水动力学现象之一。

波浪对于海洋工程的设计和结构稳定性有着重要影响。

波浪的高度、周期和方向等参数需要被准确地测量和预测，以确保海洋工程的安全性和稳定性。

因此，海洋工程水动力学研究了波浪的生成机制、传播规律以及与工程结构的相互作用。

除了波浪，海洋中的潮汐和海流也是海洋工程水动力学研究的重点。

潮汐是由引力作用引起的海水周期性上升和下降的现象。

潮汐的变化对于港口、海岸线和海上结构的规划和设计都具有重要意义。

海流是指海洋中的水流运动，它的大小和方向对海洋工程的布局和建设都有影响。

海洋工程水动力学通过研究潮汐和海流的运动规律，提供了科学依据和技术支持，以确保海洋工程的安全性和可靠性。

海洋工程水动力学还研究了涡流、湍流等复杂的水动力现象。

涡流是在海洋中形成的旋涡状流动，它对海洋工程的结构稳定性和水力特性都有重要影响。

湍流是指流体中的无规则流动，它的存在使得海洋工程的设计和计算更加困难。

海洋工程水动力学通过研究涡流和湍流的运动规律，提供了准确的数据和模型，以支持海洋工程的设计和运营。

海洋工程水动力学是研究海洋中水流运动及其对工程结构和海洋环境的影响的学科。

它的研究对象包括波浪、潮汐、海流、涡流等水动力学现象。

海洋工程水动力学的研究成果为海洋工程的设计、施工和运营提供了科学依据和技术支持。

通过深入研究海洋工程水动力学，我们可以更好地理解海洋中的水流运动规律，为海洋工程的发展和利用提供更好的保障。

海洋结构动力学
海洋结构动力学研究的内容涉及海洋环境、海洋结构物的机械特性、结构动力学分析方法、结构设计与优化、结构可靠性与安全性等方面。

其中，海洋环境是影响海洋结构物受力和疲劳的重要因素，包括海浪、海流、海底地形等。

为了更准确地研究海洋环境对结构的影响，需要进行数值模拟和试验研究。

海洋结构物的机械特性是指结构物的刚度、强度、疲劳寿命等力学参数，这些参数决定了结构物在海洋环境下的稳定性和安全性。

结构动力学分析方法是研究海洋结构物动力响应的数学模型和方法，包括模态分析、频率响应分析、时程分析等。

结构设计与优化是指根据结构物的使用要求、力学参数等对结构物进行设计和优化，确保结构物在海洋环境下的安全性和经济性。

结构可靠性与安全性是指通过结构可靠性分析和控制手段，保证结构物在海洋环境下的安全性和可靠性。

海洋结构动力学的研究成果将直接应用于海洋工程结构的设计、建造和运行中，对提高海洋工程结构的安全性和可靠性具有重要意义。

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系泊系统动力分析引言系泊系统是一种用于约束和定位海洋工程结构物的系统，它在海洋工程领域中具有重要的作用。

系泊系统的稳定性直接关系到海洋工程设施的安全性和可靠性。

为了提高系泊系统的稳定性，需要对系泊系统进行动力分析。

本文将介绍系泊系统动力分析的方法和步骤，并讨论其应用。

动力分析系泊系统动力分析主要包括以下几个步骤：1、建立系统模型首先需要建立系泊系统的数学模型，该模型需要考虑系泊系统的各个组成部分及其相互之间的力学关系。

通常，系泊系统由基础结构、系泊线和海洋环境因素等组成。

在建立模型时，需要对这些组成部分进行合理的简化和假设，以便能够更准确地描述系泊系统的行为。

2、分析系统阻力在建立系泊系统模型后，需要分析系泊系统所受到的阻力。

阻力主要包括水流阻力、风阻力、浪涌阻力和海生物阻力等。

这些阻力会对系泊线的受力产生影响，从而影响系泊系统的稳定性。

因此，在动力分析中需要对这些阻力进行仔细的分析和计算。

3、计算系统势能系泊系统的势能主要包括基础结构的重力势能和系泊线的拉伸势能等。

计算系泊系统的势能可以了解系统在受到外部扰动时的稳定性和安全性。

在计算势能时，需要确定各个组成部分的质量和重心位置，并根据力学关系计算出势能值。

结果与讨论通过系泊系统动力分析，可以得到以下几个方面的结果：1、系泊系统的阻力和势能分布：分析结果表明，系泊系统的阻力和势能分布受到海洋环境因素和系泊线设计的影响。

在某些情况下，系泊线的阻力可以占到整个系统阻力的主导地位，因此需要对系泊线的设计进行优化。

2、系统稳定性分析：通过计算系泊系统的势能，可以了解系统在受到外部扰动时的稳定性。

当系统的势能较低时，系统具有较高的稳定性，受到外部扰动后容易恢复到平衡状态。

反之，当系统的势能较高时，系统稳定性较差，受到外部扰动后容易失稳。

3、影响因素分析：系泊系统的动力分析还表明，海洋环境因素对系泊系统的稳定性和安全性有重要影响。

例如，在极端海况下，系泊系统的稳定性会受到较大的影响，因此需要对系泊系统的设计进行相应的优化和改进。

物理海洋学中的海洋流体力学与动力学研究物理海洋学是研究海洋物理现象的学科，其中海洋流体力学与动力学作为重要的研究内容之一，对于我们深入理解海洋的运动和变化具有重要的意义。

本文将介绍海洋流体力学与动力学的基本概念、研究方法以及相关应用。

一、海洋流体力学的基本概念海洋流体力学是研究海洋中流体运动规律的学科，通过研究海洋中的流体运动现象，揭示海洋运动的动力学原理。

在海洋流体力学中，流体可以被视为不可压缩、粘性流体，并且满足牛顿运动定律。

1. 海洋中的流体运动海洋中的流体运动包括水平运动（洋流）和垂直运动（上升、下沉）。

水平运动主要由流体的惯性和外力（如风力、地转效应等）共同驱动，而垂直运动则由海洋中的密度变化引起。

这些运动对于物质的输送、能量的转换和海洋生态环境的演化具有重要影响。

2. 海洋流体的基本特性海洋流体具有惯性、旋转、不可压缩以及表面张力等特性。

惯性使得海洋流体具有慢变性、惯性传输和维持运动状态的能力；旋转则使得海洋中出现各种尺度的涡旋结构；不可压缩性要求流体在水平方向上体积保持不变；表面张力则影响了海洋表面波浪的形成和传播。

二、海洋动力学的研究方法海洋动力学是研究海洋运动的力学过程和机制的学科，主要包括描述海洋流体运动的方程、建立数值模拟模型以及开展实验观测等方法。

1. 速度场和动量方程速度场描述了海洋中流体的速度分布，是研究海洋动力学的基础。

通过建立速度场的方程，可以推导出描述海洋流体运动的动量方程，揭示海洋流体受力和受压力梯度的关系。

2. 数值模拟模型数值模拟模型是开展海洋动力学研究不可或缺的工具，可以通过数值计算的方式模拟和预测海洋的运动和变化。

常用的数值模拟模型包括有限差分模型、有限元模型和谱方法等，它们可以对不同尺度、不同时间范围的海洋物理过程进行模拟和预测。

3. 实验观测方法实验观测是验证和改进海洋动力学理论的重要手段。

通过在海洋中布置观测装置进行水文、气象和流速等参数的实时观测，可以获取真实的海洋数据，为海洋动力学研究提供重要的实验基础。

第４６卷第５期渔业现代化Ｖｏｌ.４６㊀Ｎｏ.５２０１９年１０月ＦＩＳＨＥＲＹＭＯＤＥＲＮＩＺＡＴＩＯＮＯｃｔ.２０１９ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００７￣９５８０ ２０１９ ０５ ００２收稿日期:２０１９￣０８￣０１基金项目:浙江省自然科学基金 破碎波作用下围网养殖工程水动力特性研究(２２２４６０００５１８) 作者简介:桂福坤(１９７３ )ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士ꎬ研究方向:养殖工程ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｇｕｉ２２３７＠１６３.ｃｏｍ通信作者:冯德军(１９８８ )ꎬ男ꎬ讲师ꎬ博士ꎬ研究方向:工厂化养殖工程ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｆｅｎｇｄｊ＠ｚｊｏｕ.ｅｄｕ.ｃｎ海洋养殖网衣水动力特性研究进展桂福坤ꎬ祝含接ꎬ冯德军(浙江海洋大学海洋科学与技术学院ꎬ国家海洋设施养殖工程技术中心ꎬ浙江舟山３１６０２２)摘要:海洋养殖中ꎬ网衣承受由水流和波浪带来的荷载ꎬ可能会使网衣发生破坏ꎮ因此ꎬ网衣水动力特性是海洋养殖装备系统中备受关注的问题ꎮ梳理了国内外关于海洋养殖网衣水动力特性方面的研究成果ꎬ介绍了国内外关于网衣水动力性能的主要理论㊁数学模型㊁物理实验研究以及相关的实际应用案例和发展趋势ꎬ并对该领域尚需进一步研究的方向提出了相应的建议ꎮ研究认为ꎬ大型围网养殖和深远海超大型养殖网箱是未来发展趋势ꎬ一方面要开展高性价比多种材料网衣组合形式研究ꎬ另一方面建议开展不规则波浪以及台风等极端环境对海洋养殖网衣破坏机理的研究ꎮ该文可以为海洋养殖网衣的深入研究和产业持续健康发展等提供参考ꎮ关键词:海洋养殖ꎻ网衣ꎻ水动力特性中图分类号:Ｓ９６９.３９㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００７￣９５８０(２０１９)０５￣００９￣０７㊀㊀水产品已成为除粮食以外的优质蛋白质供给源ꎬ保证水产品的正常供应显得越来越重要ꎮ目前ꎬ中国养殖水产品产量大约占世界总产量的７０％[１]ꎬ其中筏式养殖㊁网箱养殖㊁浅海围网养殖以及新近发展起来的深远海超大型养殖网箱(或称渔场)是海洋养殖开发的主要手段ꎮ除筏式养殖外ꎬ网衣是网箱的重要组成部分ꎮ网箱养殖是将由网衣㊁框架㊁浮力装置及固定装置等组成的网箱放置于特定海域中ꎬ用于养殖水产品的一种养殖方式[２]ꎮ中国是最早开展网箱养殖的国家ꎬ至今约有７００多年的历史[３]ꎮ由于网箱养殖的高效益㊁高性能等特点ꎬ到２０世纪中后期便迅速在全国沿海地区发展起来ꎬ并形成了一定的生产规模ꎮ目前浙江的温州㊁台州㊁象山㊁舟山等地ꎬ福建的宁德以及山东的莱州㊁长岛等地都是中国海水网箱养殖较为发达的地区ꎬ每年养殖海产品产量位居前列ꎬ远销世界各地[４]ꎮ浅海围网养殖是利用网衣㊁桩柱或浮球㊁绳索等工程设施在浅海大面积水域中圈围ꎬ形成一定的水面ꎬ用于养殖鱼类等水产经济动物的一种重要的养殖方式[５]ꎮ据文献记载[６]ꎬ围网养殖于２０世纪２０年代起步于日本ꎬ５０年代引入中国ꎬ开始主要为湖泊㊁滩涂㊁港湾养殖ꎬ随着海洋开发的外海化ꎬ现今大型管桩式围网养殖等也逐步发展起来ꎬ并向外侧深远海水域推进ꎮ现阶段ꎬ深远海超大型养殖网箱养殖指在距离海岸３ｋｍ以上㊁水深２０ｍ以上具有洋流特征的水域ꎬ通过构建深远海养殖基站㊁平台等作为载体养殖水产经济动物的养殖模式ꎬ有半潜式㊁全潜式及坐底式等形式[７]ꎮ平台一般包括框架㊁网囊和定位三大系统ꎬ并将饲料投放㊁环境监测㊁网衣清洗等智能化控制系统集成一体ꎬ方便深远海管控ꎮ无论是网箱养殖㊁浅海围网养殖还是深远海大型养殖网箱养殖ꎬ网衣的安全性均是养殖系统中最需要关注的部分ꎬ关系到养殖的成败ꎮ基于此ꎬ本文系统地介绍了海洋养殖用网衣水动力研究进展ꎬ为水产养殖工程设计提供参考ꎮ１　主要理论２０世纪随着海洋捕捞产业的发展ꎬ国内外很多学者对渔用网衣的水动力特性理论已做了大量研究ꎬ目前网箱和围网养殖用网衣研究方法一般是从网衣系统的基本构建开始ꎬ如单个网目㊁单片网衣㊁局部网衣或者一个木脚和结节ꎬ通过数学力学理论分析ꎬ建立数值模型与物理实验模型获得渔业现代化２０１９年定量的结果ꎬ两者相互验证修正ꎬ最后得到较为满意的结果ꎮ最早由日本寺田寅彦等[８]提出将框架固定网衣ꎬ用框架与网衣所受合力减去不含网衣时框架所受的力ꎬ从而得到网衣所受到的水动力ꎬ该方法十分适用于实验室模型试验中对小比尺网片受力的计算ꎬ继而运用模型相似准则推导至实际海区网衣受力大小ꎬ一直沿用至今ꎮ日本中村充[９]给出通过计算出网线的受力继而求出网衣整体受力的思想ꎬ并推导出水流对网衣的作用力公式ꎬ但作者假定的流速为一种较为理想的状态ꎬ使用范围受限ꎮ莫里森方程是计算作用在小尺度柱体上水平波浪力的主要计算方法ꎬ也是目前使用最广泛的ꎬ是以绕流理论为基础的半理论半经验公式ꎬ具体参见«海洋工程波浪力学»[１０]ꎬ之后关于网衣在水流和波浪条件下的水动力系数的取值ꎬ部分学者也做了大量研究:詹杰民等[１１]利用水池实验ꎬ综合考虑网的密实度㊁网型以及雷诺数的影响ꎬ验证网片阻力计算公式的可用性和阻力系数变化规律ꎻ宋伟华等[１２]通过大量水槽实验ꎬ运用多元回归分析方法ꎬ得到网衣波浪力经验公式ꎬ并且结果与利用莫里森方程计算出的波浪力和波高关系相近ꎮ此外ꎬ量纲分析法㊁模型相似准则在网衣水动力理论研究中也十分重要ꎬ李玉成等[１３]和桂福坤等[１４]已做过相关研究ꎮ实际海洋养殖境况中ꎬ环境复杂ꎬ涉及风㊁浪㊁流等同时对网衣水动力特性的影响ꎬ关于这方面研究还不够完善ꎬ有待深入研究ꎮ２㊀数值模拟方法２.１㊀有限元法随着计算机技术的高速发展和应用ꎬ利用数值计算ꎬ建立数学模型和动态模拟已被广泛应用于网衣水动力特性的研究中ꎮ近年来ꎬ利用有限单元和集中质量点思想进行数值模拟是使用相对广泛的方法ꎮ如Ｔｓｕｋｒｏｖ等[１５]基于网衣受力经验公式ꎬ采用等效网面法对局部网衣进行仿真模拟ꎬ再结合有限元法建立网片在波浪和水流环境负荷下的水动力响应模型ꎻ之后ꎬＴｓｕｋｒｏｖ等[１６]又引入了非线性单元方法ꎬ对数值模型进行改进修正ꎬ可分析网衣的受力与变形ꎮＷａｎ等[１７－１８]采用非线性有限元法ꎬ在一般迭代过程基础上进行修正ꎬ确定网在均匀流作用下的平衡构型和张力分布ꎬ建立网衣的数值计算模型ꎬ可精确模拟网衣水动力随形状的变化特性ꎮ在金属网衣研究方面ꎬＤｒａｃｈ等[１９]基于有限元和接触算法ꎬ分析金属菱形网在静力加载作用下连接部位的应力情况ꎮ苏炜等[２０]采用有限单元法建立网状柔弹性结构的等效网面动力模型ꎬ为网衣水动力计算提供了一种十分有效的方法ꎮ崔勇等[２１]根据有限元建立波浪作用下浮绳式围网网衣受力的数学模型ꎬ通过计算机数值模拟得出网衣张力在迎浪面网片锚绳连接点及以下纲四角连接处的网线张力最大ꎬ并通过拖曳水池试验对围网整体阻力性能进行分析ꎮ刘航飞等[２２]也基于有限元原理ꎬ运用ＡＢＡＱＵＳ数值计算ꎬ对锌铝合金网衣受力做了具体研究ꎮ陈鹿[２３]利用ＭＡＴＬＡＢ建立网片模型ꎬ模拟固定在方形框架上的尼龙网片ꎬ分析网片在恒定水流作用下的张力分布和空间形状变化ꎮ２.２㊀集中质量点法Ｔａｋａｇｉ等[２４]采用集中质量点法建立模型ꎬ模拟矩形网衣在水流作用下的三维动态响应ꎬ并用试验验证模型的有效性ꎮ黄小华等[２５－２６]选用集中质量点法建立水流作用下网箱网衣变形和受力计算模型ꎬ得出网衣在不同配重模式和不同网目形状下的变形和张力分布情况ꎬ且具体比较了水流作用下圆形网衣和平面网衣动态变形和网衣受力情况ꎮ李玉成等[２７]㊁赵云鹏等[２８－２９]采用集中质量点法和数学建模法对网衣结构物在水流㊁波浪条件下进行水动力特性模拟分析ꎬ讨论网衣的形状与张力分布特点ꎬ并对结果进行可视化ꎮ陈天华等[１ꎬ３０]㊁桂福坤等[３１]基于集中质量点法和网目群分方式ꎬ通过对网片的数值模拟分别研究水流㊁波浪以及水流和波浪共同作用下的桩柱式围网网衣的水动力特性ꎬ得出不同流速流向㊁不同波高波向等要素与围网网线的张力分布ꎬ节点偏移以及系缚点受力大小的关系ꎬ为今后围网网衣水动力特性的研究提供了重要参考ꎮ此外ꎬ部分学者采用弹簧－集中质量模型和耦合模型来研究网衣的水动力特性ꎮＬｅｅ等[３２]采用弹簧质量单元和隐式积分的方法建立数值模型分析在波浪作用下网的水动力行为及变形情况ꎮ毕春伟等[３３]提出多孔介质模型和集中质量模型联合使用ꎬ模拟柔性网衣与周围流场之间的相互作用ꎮ陈昌平等[３４－３５]采用计算流体动力学０１第５期桂福坤等:海洋养殖网衣水动力特性研究进展原理ꎬ基于Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程及大涡模拟(ＬＥＳ)湍流模型ꎬ运用ＡＢＡＱＵＳ/ＣＦＤ模块中的Ｇａｕｓｓ－Ｓｅｉｄｅｌ耦合方法对水流作用下网衣进行流固耦合计算ꎬ得到不同目脚尺寸和网线直径组合条件下锌铝合金网衣的平面受力结果ꎬ并用模型试验验证ꎮＢｅｓｓｏｎｎｅａｕ等[３６]利用有限差分法对网衣的水阻力系数㊁变形和受力等水动力特性进行了研究ꎮ上述通过几种常见数值模拟方法研究网衣的水动力特性ꎬ均取得了不错的成果ꎮ很明显ꎬ相较于传统方法ꎬ数值模拟操作简单㊁周期短且花费少ꎬ因而在未来通过数值模型方法来研究网衣特性仍是十分有效的手段ꎮ３㊀物理模型实验研究３.１㊀水阻力系数关于网衣水阻力系数的研究ꎬ日本学者田内㊁宫崎芳夫㊁苏联学者巴拉诺夫㊁弗里得门等都先后对各种规格的网衣做了大量的试验研究[３７]ꎮＬｉｕ等[３８]通过模型试验研究网衣在水中受迫振动时的受力情况ꎬ获得了网衣阻力系数㊁惯性系数与雷诺数和振动频率之间的关系ꎮＬｏｌａｎｄ[３９]通过实验研究网衣的密实度对网衣后面流场的影响ꎬ推导出网衣的阻力系数和升力系数的经验公式ꎬ以及这两个系数值与网衣密实度的关系ꎮＰａｔｕｒｓｓｏｎ[４０]采用模型试验测量网衣后面流体的速度ꎬ计算了流速折减率㊁网衣的阻力系数及升力系数ꎮＣｈａ等[４１]通过模型试验研究不同直径和网目长度在不同冲角条件下的链形铜合金网衣水阻力系数ꎬ并与柔性网衣阻力系数进行了比较ꎮ孙满昌[４２]在日本东京水产大学大型回流水槽中试验ꎬ利用流线型框架测定方形网目与水流平行时的流体阻力系数和摩擦系数ꎬ并与菱形网目网片受力结果进行对比ꎮ李玉成等[４３－４４]利用模型试验比较平面有结节和无结节网衣的水阻力系数随雷诺数㊁倾角以及布置状态的变化特性ꎬ随后又对单片网衣在波浪条件下的水动力特性进行研究ꎬ分析了影响速度力和惯性力系数的因素ꎮ３.２㊀网衣受力Ｔａｕｔｉ等[４５]通过假定网衣目脚与结点受力相互无关ꎬ根据物理模型试验数据分析ꎬ推导出网衣水阻力的计算公式ꎮ詹杰民等[４６]通过模型试验ꎬ分析影响网衣阻力特性的主要要素ꎬ对比平面和圆形网衣所受水阻力特性ꎬ得出计算网衣阻力系数的半理论半经验公式ꎮＬａｄｅｒ等[４７]通过物理模型试验研究不同波浪条件下网衣受力及网衣作用下波浪形态的改变ꎬ并对网衣受力与经验公式计算结果作了比较ꎮ宋伟华等[４８－４９]先后通过水槽实验研究了单点系泊网衣构件在规则波作用下的受力变化规律和网衣的波浪水动力ꎬ波浪透射系数与网衣尺度㊁特征参数㊁波浪参数的关系ꎮ黄洪亮等[５０]对几种不同网片水阻力性能与运动变化特征进行比较研究ꎬ得出缩结系数在０.６００~０ ７０７范围内选用网片时ꎬ网片网目规格和网线粗度的影响最大ꎬ应优先考虑ꎬ其次考虑结节和网片缩结系数的影响ꎮ陈鹿等[２３]在水槽中开展对５种不同结构有结节尼龙网片水动力研究ꎬ分析了框架尾流对网片水动力性能的影响ꎮ上述利用物理模型试验的方法对网衣系统相关水动力特性做了详细研究ꎬ但这些研究中网衣材料相对单一ꎬ且基本是简单网片和网箱网衣系统ꎬ以及水流㊁普通规则波等的动力荷载作用ꎬ还具有一定的局限性ꎬ不能全面反映网衣在真实海况下的水动力特性ꎮ４㊀实际应用４.１㊀大型围网养殖应用大型围网养殖由于养殖空间大㊁养殖对象品质接近野生而备受关注ꎮ我国目前已在多处建成大型围网养殖设施ꎬ其中以东海水产研究所㊁浙江海洋大学和黄海水产研究所参与建设为主ꎮ东海水产研究所建设的大型围网设施主要集中在浙江台州大陈岛以及温州等地ꎬ如２０１３ ２０１４年在浙江大陈岛海域建设双圆周管桩式大型围网ꎬ周长３８０ｍꎬ由内外两圈组成ꎮ外圈采用特力夫高性能纤维网衣ꎬ内圈网衣上部６米采用特力夫高性能纤维网衣ꎬ下部采用铜网衣ꎬ抗风浪以及耐盐㊁耐紫外老化效果十分理想[５１]ꎻ２０１４ ２０１６年组建了内外圈之间跨距１０ｍ的双圆周大跨距管桩式围网ꎬ该围网网具以超高强ＵＨＭＷＰＥ绞捻网为材料ꎬ经历过 灿鸿 杜鹃 玛莉亚 等多个台风的考验[５２－５３]ꎻ２０１３ ２０１７年间在浙江温州白龙屿生态海洋牧场敷设栅栏式堤坝围网ꎬ并将金１１渔业现代化２０１９年属合金网衣用于围网养殖[５４－５５]ꎮ浙江海洋大学在参与部分以上建设的同时ꎬ还独立在舟山桃花岛南部建设了１０万ｍ２的浅海生态围网养殖基地ꎬ用于大黄鱼养殖[５６]ꎮ２０１８年ꎬ黄海水产研究所与莱州明波水产有限公司指导的在山东莱州湾明波海洋牧场建设的大型围网海域ꎬ容纳水体体积达１６万ｍ３ꎬ每年可养殖海水鱼５００多吨[５７]ꎮ大型围网养殖的快速发展ꎬ与养殖网衣技术的不断提升密切相关ꎬ养殖网衣性能的增强保证了海洋养殖业的健康发展ꎮ４.２㊀深远海超大型养殖网箱应用深远海超大型养殖网箱(或称渔场)近几年发展势头迅猛ꎬ如从２０１７年开始ꎬ由国外设计我国武昌船舶重工有限公司建造的世界首座半潜式智能海上渔场 海洋渔场１号 成功投入使用ꎮ整个渔场外围由１２根巨型钢柱构成框架ꎬ钢柱之间用渔网把渔场团团围住ꎬ并安装有２万多个传感器ꎬ基本实现智能化和自动化[５８]ꎮ２０１８年中国自主研发的全潜式网箱 深蓝１号 也已投放至黄海冷水团海域ꎬ用于三文鱼养殖ꎮ 深蓝１号 可根据水温控制渔场在水下４~５０ｍ升降ꎬ使鱼群生活在适宜温度层ꎬ其网衣采用超高分子量聚乙烯材料设置为两层ꎬ外层能防止外部鲨鱼击破ꎬ内层网孔比鱼小ꎬ能防止鱼逃逸ꎮ改进优化的 深蓝２号 正在建设中ꎬ今年(２０１９年)年底将会完成建设[５９]ꎮ２０１８年ꎬ中国水产科学研究院南海水产研究所与天津德赛集团联合研发的 德海１号 半潜桁架养殖渔场ꎬ总长９３ｍꎬ型宽２７.３ｍꎬ型深７.５ｍꎬ渔场采用单点系泊锚碇ꎬ网衣采用高强度箱体悬挂方式设计ꎬ根据水深环境参数ꎬ有效养殖水体可从１.１万ｍ３扩展至３万ｍ３ꎮ 德海１号 的结构及网衣系统均通过２０１８年第２２号台风 山竹 实况测试安全ꎮ２０１９年烟台中集来福士研发建造了国内最大的 长鲸一号 ꎬ长宽均为６６ｍꎬ上环高度３４ｍꎬ有效养殖水体６.４万ｍ３ꎬ为目前国内最大的深水坐底式养殖网箱[６０]ꎮ上海振华重工集团也先后在福建连江苔菉镇东洛岛海域和连江筱埕镇定海龙翁屿附近海域放置 振鲍１号 和 振渔１号 ꎬ分别用于鲍鱼和大黄鱼养殖[６１]ꎮ 振鲍１号 饵料投放㊁运输以及网箱吊装等全部采用机械化ꎬ并实时监控鲍鱼生活环境和生长状况ꎬ为鲍鱼养殖产业带来巨大前景ꎮ 振渔１号 形似橄榄ꎬ采用旋转式机构ꎬ养殖网箱内部安装网衣形成封闭的养殖空间ꎬ部分浸入水中供鱼类活动ꎬ部分裸露在外使网衣附着物通过日晒风干等方法去除ꎬ然后通过旋转机构定期转换水下水上部分ꎬ完成网衣清洁ꎮ以上平台的建设说明深远海超大型养殖网箱发展越来越受到重视ꎬ发展也相对迅速ꎬ这也将成为未来我国海洋养殖的重要发展方向ꎮ近年来ꎬ传统网箱养殖以及浅海围网养殖等均出现网线受损断裂㊁网衣与桩柱之间的系缚点脱落和桩柱倾倒等问题ꎬ使养殖对象逃逸ꎬ导致海洋养殖失败ꎮ新型深远海超大型养殖网箱由于投放时间长ꎬ虽目前还没出现明显的受损断裂情况ꎬ但其均由大面积的网衣构成ꎬ且位于浪高急流的深远海ꎬ一旦出现问题ꎬ造成的损失是不可估量的ꎮ因此ꎬ系统地开展海洋养殖网衣的水动力特性研究ꎬ讨论网衣的安全性能显得尤为重要ꎬ同时也对海洋养殖网衣在新兴养殖环境下的水动力特性理论计算㊁数值模拟研究以及物理模型试验研究等各方面都提出了新的挑战ꎮ所以ꎬ开展海洋养殖网衣水动力特性研究ꎬ不但可以为海洋养殖工程设施的设计和施工提供理论指导ꎬ而且对科学推进新兴海洋养殖模式㊁促进海洋养殖可持续发展具有重要的作用ꎮ５㊀发展需求与展望通过对国内外海洋养殖网衣水动力特性研究进展的分析与回顾ꎬ可见海洋养殖网衣水动力特性研究的基础理论㊁数值模拟和物理模型试验技术以及在实际海区的应用都取得了很大进展ꎮ传统网箱养殖网衣的水动力特性研究无论在理论建立㊁数值模拟还是物理实验上都相对较为成熟ꎬ对于波浪和水流作用下的整体模拟基本都可以实现ꎮ而围网养殖以及深远海超大型养殖网箱是新兴的海水养殖模式ꎬ是未来海洋养殖的重要发展趋势ꎬ目前仅有少量学者对浮绳式围网㊁桩柱式围网养殖网衣做了部分研究ꎬ仍有大量值得深入研究的内容ꎬ主要表现在:开展性价比更高的网衣材料的研究开发ꎬ降低网衣的破坏率以及海水养殖成本ꎻ新的围网网衣数值模拟方法ꎬ或多种数模方法交叉结合的研究ꎬ提高数值模拟准确性ꎬ使模拟结果更加接近实际工况以及深远海超大型养殖网２１第５期桂福坤等:海洋养殖网衣水动力特性研究进展箱的数值模型的建立与研究ꎻ对多种组合式网衣进行数值模拟和物理实验研究ꎬ探求最经济实用的网衣组合形式ꎻ开展不规则波和破碎波对海洋养殖网衣的影响ꎬ寻求风㊁浪㊁流等对网衣的破坏机理ꎻ最后需要研究者有针对性地对特定海域海况的养殖网衣水动力特性开展研究ꎬ对实际应用提出建设性指导ꎬ并对台风等极端情况海水养殖网衣的抗风浪性能进行研究ꎮѲ参考文献[１]陈天华.桩柱式围网养殖系统水动力特性研究[Ｄ].舟山:浙江海洋大学ꎬ２０１７.[２]景发岐.深海网箱养殖与传统网箱养殖比较研究[Ｊ].河北渔业ꎬ２０１０(３):５８￣５９.[３]韩强音ꎬ钟浩彦ꎬ王焕.惠州市深水网箱养殖现状与发展建议[Ｊ].南方农机ꎬ２０１９ꎬ５０(１３):７８.[４]桂福坤ꎬ王炜霞ꎬ张怀慧.网箱工程发展现状及展望[Ｊ].大连海洋大学学报ꎬ２００２ꎬ１７(１):７０￣７８.[５]周文博ꎬ石建高ꎬ余雯雯ꎬ等.中国海水围网养殖的现状与发展趋势探析[Ｊ].渔业信息与战略ꎬ２０１８ꎬ３３(４):２５９￣２６６. 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船舶与海洋工程结构分析摘要：本论文旨在研究船舶与海洋工程结构分析的相关问题。

通过对船舶结构和海洋工程领域的研究，我们分析了存在的问题，并提出了解决这些问题的方法。

同时，我们还介绍了一些可靠的来源，以支持我们的研究结果。

关键词：船舶、海洋工程、结构分析、问题、解决方法、可靠来源引言：船舶与海洋工程结构分析是航海领域中非常重要的研究方向。

正确理解船舶和海洋工程结构的行为对于设计安全、提高效率和减少成本至关重要。

然而，存在着一些问题需要深入研究和解决。

本论文将着重探讨这些问题并提出相应的解决办法。

一、船舶与海洋工程结构分析的意义船舶与海洋工程结构分析具有重要的意义，主要体现在以下几个方面：安全性评估：船舶和海洋工程结构的分析可以帮助评估其安全性。

通过研究船舶结构的强度、稳定性和抗风浪能力，以及海洋工程结构的承载能力和抗地震能力，可以确保它们在各种环境条件下的安全运行。

结构设计优化：分析船舶与海洋工程结构可以揭示其受力特点和存在的问题，进而为结构设计提供指导。

通过深入理解结构行为和负荷响应，可以对结构进行优化，提高其性能、降低材料成本，并满足设计需求。

节能环保：船舶与海洋工程结构的分析也与节能环保密切相关。

结构的合理设计可以减少阻力和能耗，提高船舶的燃油效率和海洋工程设施的使用效率。

此外，通过考虑环保因素，如废物处理和排放控制，可以使船舶和海洋工程在运行过程中对环境的影响最小化。

技术创新和发展：船舶与海洋工程结构分析的研究为技术创新和发展提供了基础。

通过深入研究结构材料、构件连接、防腐蚀等方面的问题，可以推动新材料、新工艺和新领域的应用，促进船舶和海洋工程行业的发展。

二、船舶与海洋工程结构存在的问题1.船舶结构分析中的疲劳和强度问题疲劳问题：船舶和海洋工程结构在长期使用中，会承受复杂的荷载循环，如波浪、风载、机械震动等。

这些荷载作用下，结构会发生应力的周期性变化，导致疲劳破坏。

具体表现为结构材料中的微裂纹逐渐扩展，最终导致结构失效。

船体结构总振动测量及动力性能评估分析发布时间：2021-07-09T08:52:22.317Z 来源：《科技新时代》2021年4期作者：王柏程[导读] 并与透射矩阵法计算结果进行了比较，为模型修正、损伤检测、服役状态评估等提供了依据[1]。

广船国际有限公司+摘要：本文介绍了某船航行试验中船体结构总振动的动态测试方法，在频率范围内用峰值法确定了船舶的动力特性，并与用传递矩阵法计算的结果进行了比较。

结果表明，当船舶全速航行时，可以通过环境刺激的反应来识别船型。

研究结果可作为模型自适应、损伤检测、服役状态评估和船舶健康状况监测的依据。

关键词：船体总振动；动力特性；传递矩阵引言船舶航行时，螺旋桨机械惯性、尾流场力、主机做功和风浪激振下的激振是环境刺激引起的振动反应。

它不需要大型的激振机，也不影响结构的正常使用。

环境振动试验的实际输入无法测量，模态参数的识别过程只是输出识别。

主机和推进器的周期性干扰力、环境激励、伴流场力以及风浪激励等是船舶航行试验中影响船体稳定的主要因素。

本文在上述激励条件下进行了结构动力反应试验。

用频率响应峰值法确定了该船的固有频率、衰减比、垂向和水平振动，并与透射矩阵法计算结果进行了比较，为模型修正、损伤检测、服役状态评估等提供了依据[1]。

一、艇船体结构总振动相关内容1.激振源及其控制措施船舶的振动主要是由激振源引起的，为了解决振动问题，首先需要找到激励源。

水面舰艇通常有几个激振源，包括螺旋桨、主机、动力机器和波浪。

与此同时，螺旋桨环上的水动力也是由尾部水下表面的总脉动水压力传递给船体所致，如果主机连结起来，脉动水压力也会传递给舵和船体所产生的不平衡力。

由于主机通过主机与机身相连，部分不平衡力矩由机身承担，即水面舰艇在恶劣海况下高速运行时机身的振动。

主船的船首和船尾会受到强烈的波浪冲击和流体冲击载荷（如天花板的选择）而产生强烈的暂时振动。

表面震动的综合处理旨在控制兴奋的来源，如通过改进螺旋桨设计来降低螺旋桨的激振，选择扭矩匹配、平衡性强以及相应转速的主机来降低主机的激振。

系泊系统动力分析一、本文概述系泊系统，作为海洋工程中的重要组成部分，承担着固定海上设施、保障其安全运行的关键任务。

随着海洋资源的日益开发，系泊系统的设计和运行面临着越来越复杂的挑战。

本文旨在通过深入的动力分析，探讨系泊系统在各种环境因素作用下的动态行为，从而为系泊系统的优化设计和安全运行提供理论支持和实践指导。

本文首先对系泊系统的基本构成和工作原理进行介绍，阐述系泊系统动力分析的重要性和必要性。

随后，本文将详细介绍系泊系统动力分析的基本理论和方法，包括动力学建模、数值计算、模型验证等方面的内容。

在此基础上，本文将通过对实际案例的分析，探讨系泊系统在风浪、海流等环境因素作用下的动态响应特性，分析影响系泊系统安全性的关键因素。

本文还将对系泊系统的优化设计和运行管理进行探讨，提出改进建议和优化措施。

通过本文的研究，不仅可以加深对系泊系统动力特性的理解，还可以为系泊系统的设计和运行提供科学的依据和有效的指导，推动海洋工程领域的技术进步和发展。

二、系泊系统基础知识系泊系统，也被称为锚泊系统，是一种海洋工程技术，主要应用在船舶、浮式平台和其他海洋结构物的定位和固定上。

其主要目的是在各种环境条件下，如风浪、潮流、地震等，保证结构物的安全位置，防止其发生漂移或碰撞。

系泊系统的设计和优化是确保海上作业顺利进行的关键因素。

系泊系统主要由锚链、锚链筒、锚链轮、锚链管、止链器、锚链张力计、锚链舱、锚、锚链导览孔等组成。

其中，锚是系泊系统的主要部分，通常由钢铁制成，形状和重量因应用环境和需求而异。

锚链则是连接锚和船舶或海洋结构物的关键部件，需要承受巨大的拉力和摩擦力。

系泊系统的设计和选择需要考虑多种因素，包括海洋环境、结构物的重量和尺寸、预期的工作条件等。

系泊系统的动态特性，如其在风浪中的响应，也是设计过程中需要重点考虑的问题。

通过合理的设计和优化，可以使得系泊系统在保证结构物安全定位的同时，最大限度地减少对周围环境和生态系统的影响。

超固结珠江海洋土循环荷载下动力特性分析孙东晨【摘要】通过DDS-70动三轴实验仪器,对珠江口海洋土进行一系列不排水分级循环加载实验.重点分析了不同超固结比的海洋土在不同频率下的动弹性模量、阻尼比、骨干曲线和残余应变的变化规律.实验结果表明,不排水条件下,随着频率和超固结比的增大,动弹性模量增大,变形程度减小,阻尼比减小,残余应变减小.但整体来看,超固结比对阻尼比影响不大.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2016(038)010【总页数】3页(P104-106)【关键词】动三轴试验;循环荷载;超固结海洋土;动力特性【作者】孙东晨【作者单位】广州大学土木工程学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TU411.7随着国家对海洋工程的大力发展，海洋建筑越来越多，珠江入海口作为珠江三角洲经济发展的中心更是重中之重。

在建筑修建的过程中，海洋地基的稳定性越来越受到重视。

而在所有影响海洋地基稳定的因素中，波浪荷载是最常见同时也是影响最大的。

波浪荷载是一种循环荷载，在此循环荷载下会造成土的颗粒的位移及重新排列，从而造成土的软化及地基的失稳。

因此，有必要对循环荷载下的土体动力特性进行研究。

由于海底土的成分跟陆地土有很大的不同，部分海洋土在循环荷载下并不是处于正常固结状态，而是以微超固结或超固结为主[1]。

目前国内外学者针对超固结土做出了如下研究：王军[2]分析了不同超固结比下软土的动应力、动孔压及动应变的变化规律；孙磊[3]通过对恒定围压与变围压的对比，分析了循环围压与循环偏应力耦合下超固结软土的动力特性；M jiang[4]研究了循环加载频率对饱和海相软土动力特性的影响；Azzouz A S[5]给出了正常固结和超固结土在双向对称不排水循环剪切下的试验结果；Imai G[6]提出了超固结土在循环荷载下的本构关系。

目前关于珠江口海洋土的力学分析以静力居多，动力特性研究大部分也是关于正常固结土，超固结土分析较少。

水下机器人水动力特性研究水下机器人是一种能够在水下执行特定任务的机器人。

随着科技的发展，水下机器人在海洋工程、水下勘探、海底资源开发等领域发挥了重要作用。

然而，水下机器人在水下运动过程中受到水的阻力和流动特性的影响，水动力特性的研究对于提高水下机器人的运动效能具有重要意义。

水动力学是研究流体运动规律的学科，主要涉及流体力学、运动学和动力学等方面的知识。

对于水下机器人而言，了解其水动力特性对于设计合理的机体结构、提高机器人的操控性能和运动效能有着重要意义。

下面将从流体力学、运动学和动力学三个方面来探讨水下机器人的水动力特性研究。

首先，流体力学是研究流体（包括气体和液体）静力学和动力学性质的学科。

在水下机器人的运动中，其表面与水流相互作用形成流体阻力，阻力的大小与机器人的形状、速度和水流的性质有关。

研究机器人与水流的流体力学特性可以帮助优化机器人的外形设计，减小阻力并提高机器人的运动效率。

此外，流体力学研究还可以为水下机器人的动力配置和推进系统设计提供理论指导。

其次，运动学是研究物体运动规律的学科，它涉及到位置、速度、加速度等物理量的描述和计算。

对于水下机器人而言，了解其运动学特性可以帮助我们更好地控制和规划机器人的运动路径。

通过运动学研究，可以确定机器人在水下的最佳运动轨迹和速度，从而优化机器人的操控性能和任务执行效率。

最后，动力学是研究物体运动的原因和规律的学科，它涉及到力、质量、加速度等物理量之间的关系。

研究水下机器人的动力学特性可以帮助我们了解机器人在水下的推进和操控方式，以及不同力的作用对机器人运动的影响。

了解机器人的动力学特性可以为改进机器人的动力配置和推进系统设计提供理论基础。

综上所述，水下机器人的水动力特性研究对于提高机器人的运动效能和操控性能具有重要意义。

通过流体力学、运动学和动力学的研究，可以优化机器人的外形设计、确定最佳运动轨迹和速度，改进机器人的动力配置和推进系统设计。

未来随着技术的进步，水下机器人的水动力特性研究将更加深入，为水下工程和科学研究提供更多的支持和帮助。

海洋工程结构力学分析与优化海洋工程是一门独特的工程学科，它的学科范畴涉及到海洋结构、海洋材料、海洋环境、海洋测量等多个方面。

而在海洋工程中，结构力学分析与优化是其中最重要的组成部分之一。

结构力学是一门研究物体静力学、动力学的学科，它是掌握海洋工程结构的基础。

在海洋工程结构力学研究中，常见的应力、应变和位移等概念是必须掌握的基础知识。

另外，力学分析方法和力学模型的建立也是极其重要的。

不同的工程结构模型需要采用不同的力学分析方法和计算程序，才能准确地模拟结构的力学特性，为结构设计和优化提供有力的理论支撑。

在海洋环境的影响下，海洋工程结构必须满足复杂的力学条件和高度严苛的环境要求。

风浪、潮流和海浪等自然力对海洋结构的作用必然会引起力学响应，进而影响结构的安全性和可靠性。

此外，结构材料和构造对结构的力学响应和性能同样具有重要的影响。

传统的钢结构和混凝土结构不仅难以满足复杂的海洋环境需求，而且材料和结构本身的疲劳及损伤问题也会极大的限制结构使用寿命。

为了解决这些问题，海洋工程结构力学分析与优化技术应运而生。

通过力学分析和优化设计，可以为海洋工程结构提供更安全、更优、更可靠的设计方案。

如今，许多海洋工程结构的力学分析和优化已经成功应用，例如海上风电场、海洋钻井平台、海底管道和海底隧道等海洋工程结构。

力学分析与优化技术在较大程度上保证了海洋工程结构的安全运行，也为海洋工程技术的发展提供了有力的支持。

总之，海洋工程结构力学分析与优化技术不仅是海洋工程学科的重要部分，也是保障海洋工程结构安全和可靠性的核心理论基础。

海洋工程结构力学分析与优化的研究，将关乎到我国海洋工程技术的发展和国家经济的发展。

未来，我们有必要注重海洋工程结构力学分析与优化技术的研究，加强其应用和推广，持续推动中国海洋工程技术的升级和提升。

海水的动力学特性海水是地球上最广阔的水域之一，它具有独特的动力学特性。

本文将从不同角度探讨海水的动力学特性，包括海水的流动性、密度和浮力等方面。

一、海水的流动性海水的流动性是指海水在海洋中的流动状况。

海水主要受到四个因素的影响：风力、地球自转、潮汐和海洋地形。

首先，风力是影响海水流动性最重要的因素之一。

风力会产生海水的表层流动，形成海洋表面的海流。

这些海流具有一定的方向和速度，并对气候和水域生态环境产生重要影响。

其次，地球自转也对海水的流动性产生显著影响。

由于地球的自转，海水会产生科里奥利力，导致在北半球和南半球的海洋中形成不同的循环流动，即纬向流。

此外，科里奥利力还会使得海水在沿海和大洋之间形成较为复杂的环流现象。

再次，潮汐是海水流动性的重要因素之一。

潮汐是由太阳和月亮引力作用于海水而产生的周期性涨落现象。

在潮汐的作用下，海水会形成周期性的潮汐流，对海岸线和沿岸地区的水流有着重要的影响。

最后，海洋地形也对海水流动性产生显著影响。

不同水深、海山、海岭和海沟等地形特征会改变海水的流动方向和速度，形成海流和涡旋。

这些地形特征对海洋环境和生物多样性的分布具有重要影响。

二、海水的密度海水的密度是指海水单位体积的质量，在海洋中密度的分布是不均匀的。

海水的密度主要受到水温、盐度和压强的影响。

首先，水温是决定海水密度的重要因素之一。

一般情况下，海水的密度随着温度的升高而降低，随着温度的降低而增加。

这是因为冷水比热水更加密集，因此冷水下沉，热水上升，形成热对流现象。

其次，盐度也对海水的密度产生显著影响。

海水中的盐度通常是指单位质量海水中所含盐分的含量，盐度高的海水密度相对较大。

在海水中，盐度高的重盐水下沉，而盐度低的淡水上升，形成盐对流现象。

最后，压强也会对海水的密度产生影响。

随着深度的增加，海水受到的压强也随之增加，从而使得海水的密度增大。

这也是为什么深海中海水密度较大的原因之一。

三、海水的浮力浮力是指物体在液体中所受到的上升力。