检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2024年

作者：张娇磊余丁浩李钢董志骞大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

既有海上风机结构的腐蚀与疲劳耦合计算通常只考虑点蚀或均匀腐蚀对疲劳损伤的影响，较少关注腐蚀与疲劳的相互作用以及点蚀与均匀腐蚀共存的情景。这导致对结构剩余性能的估计和对腐蚀疲劳所致缺陷的分析均存在较大误差，而海上风机支... 详细信息

既有海上风机结构的腐蚀与疲劳耦合计算通常只考虑点蚀或均匀腐蚀对疲劳损伤的影响，较少关注腐蚀与疲劳的相互作用以及点蚀与均匀腐蚀共存的情景。这导致对结构剩余性能的估计和对腐蚀疲劳所致缺陷的分析均存在较大误差，而海上风机支撑结构多为高柔薄壁结构，对缺陷较为敏感，常发生因局部缺陷扩大而导致的局部屈曲失效。可见，对腐蚀疲劳效应的考虑不足会降低风机结构屈曲失效模式判别及地震风险评估的可靠性。本文为揭示海上风机支撑结构的灾变机理和倒塌风险演化规律。基于法拉第电化学定律和连续损伤力学原理建立了点蚀和均匀腐蚀损伤计算模型，并提出结构截面分割策略，考虑了疲劳荷载因方向性效应带来的疲劳损伤非一致性问题。最终基于多环境因素交互耦合损伤计算理论，计算海上风机结构的腐蚀与疲劳耦合损伤，分析耦合损伤对此类结构失效机理和倒塌风险的影响。结果表明：考虑耦合损伤后其屈曲失效模式由整体弯曲屈曲转向易发生倒塌破坏的局部屈曲，通过进一步量化该失效模式的地震倒塌风险，发现长期的耦合损伤会大幅提升结构的屈曲倒塌风险。

关键词：海上风机支撑结构地震失效风险屈曲模式氯盐腐蚀风-浪疲劳耦合损伤

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集成透空结构的离岸式OWC装置水动力性能研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：钱坤周宇张翔宇宁德志大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

目前振荡水柱（OWC）式波能装置研究广泛，在复杂的远海波浪情况中，离岸式OWC装置长期经受波浪作用，提高OWC装置的生存能力已成为了研究热点。本文提出一种新型的集成透空结构的OWC装置模型，基于线性势流理论和特征函数匹配法建立并... 详细信息

目前振荡水柱（OWC）式波能装置研究广泛，在复杂的远海波浪情况中，离岸式OWC装置长期经受波浪作用，提高OWC装置的生存能力已成为了研究热点。本文提出一种新型的集成透空结构的OWC装置模型，基于线性势流理论和特征函数匹配法建立并求解数学模型，在验证了模型的准确性后，分别研究了透空结构的开孔率、布置距离的改变对集成系统水动力性能的影响；将设计的模型与单独的OWC装置进行对比。研究发现：在消浪方面具有明显的优势，虽然其俘获能量的频带宽度有一定的减小，但有效降低了OWC装置受力和系统的透射系数。

关键词：势流理论特征函数匹配波浪能透空结构振荡水柱透射系数水动力效率水平作用力

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基于船基图像的北极冰面融池形态研究

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冰川冻土 2024年第2期46卷 502-512页

作者：邵华伟周嘉儒王庆凯张航卢鹏李志军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

基于中国第12次北极科学考察期间获取的船侧倾斜拍摄海冰图像,研究了北极冰面融池大小和形态参数的空间分布及统计特征。应用自动检测算法将图像划分为水、冰、融池三种表面类别,经倾斜校正后计算每种类别的面积分数及单个融池的大小和... 详细信息

基于中国第12次北极科学考察期间获取的船侧倾斜拍摄海冰图像,研究了北极冰面融池大小和形态参数的空间分布及统计特征。应用自动检测算法将图像划分为水、冰、融池三种表面类别,经倾斜校正后计算每种类别的面积分数及单个融池的大小和形态。结果显示,融池的面积分数随纬度升高先增大后减小,较短的融化时间和较早的再冻结导致高纬度地区融池面积分数一直较低。融池的面积、周长和平均钳测直径随纬度升高具有相似变化规律,均为先增大后减小。不同大小融池面积的频率分布与幂律函数相吻合,对应指数均在1.4~1.8范围内,具有一定相似性。融池的分形维数随纬度升高分布较均匀,而周长与面积比值随纬度变化较大。不同纬度融池边缘凸度与圆形的对应值π相差较大,而各纬度融池圆度平均值为2.39±0.23;融池圆度和凸度与其面积成正比,周长与面积比值则与融池面积成反比,表明融池边缘随着融池面积增加而变得更长更曲折。冰面融池变化引起的平均海表反照率空间差异较大,随着纬度升高在0.24~0.67之间变化,变化率为0.10(°N)^(-1)。本文研究的融池大小和形态参数可为融池演变模拟及遥感反演算法改进提供重要观测依据和地面验证。

关键词：融池形态参数船基图像空间分布北极海冰

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双振荡水柱波能转换装置波能俘获特性数值模拟研究

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船舶力学 2025年第4期29卷 585-596页

作者：杨毅杨韬略郭欣然刘志刚王红星陈文刘石周宇南方电网电力科技股份有限公司广州510080 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

振荡水柱(OWC)波能转换装置具有结构简单、易于维护等优点,因此受到了全世界的关注。然而,该装置仍然面临着能量转换效率低和有效频带宽度窄等问题。本文对离岸双OWC阵列装置的波能俘获性能进行数值模拟研究。基于势流理论,在OWC波能装... 详细信息

振荡水柱(OWC)波能转换装置具有结构简单、易于维护等优点,因此受到了全世界的关注。然而,该装置仍然面临着能量转换效率低和有效频带宽度窄等问题。本文对离岸双OWC阵列装置的波能俘获性能进行数值模拟研究。基于势流理论,在OWC波能装置气室的一阶和二阶自由表面边界上引入气动阻尼和人工阻尼,建立可考虑气液耦合的非线性气动模型。为了验证数值模型的准确性,进行水槽物理模型试验,并将数值结果与试验结果进行对比,发现两者吻合良好。研究结果显示:阵列装置之间的多重绕射波浪会导致装置的气室共振频率发生偏移;合理布置阵列装置有助于提升OWC波能装置的相对俘获宽度和有效频带宽度,最大可分别提升61.7%和24.5%。

关键词：离岸振荡水柱波能转换装置阵列装置波能俘获高阶边界元物理实验

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复杂因素影响下高桩码头静动力规律研究

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大连理工大学学报 2025年第2期65卷 152-160页

作者：周扬刘明亮庞锐大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024 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

高桩码头在我国沿海地区应用十分广泛,许多因素都会对其结构产生不利影响.利用有限元分析软件PLAXIS,采用Mohr-Coulomb准则建立了某高桩码头岸坡-桩基-上部结构的数值模型,分析了码头上部结构在面板堆载、船舶靠泊、泥沙淤积和地震荷载... 详细信息

高桩码头在我国沿海地区应用十分广泛,许多因素都会对其结构产生不利影响.利用有限元分析软件PLAXIS,采用Mohr-Coulomb准则建立了某高桩码头岸坡-桩基-上部结构的数值模型,分析了码头上部结构在面板堆载、船舶靠泊、泥沙淤积和地震荷载多因素耦合作用下结构内力和变形规律.分析结果表明:多因素共同作用下,高桩码头上部结构有较大的水平位移,且泥沙淤积作用下结构水平位移更为严重.同时,地震荷载和泥沙淤积是影响上部结构安全性的主要因素,结构的最大内力均发生在桩基顶部,在高桩码头设计施工中要重点关注桩基顶部的结构设计.

关键词：高桩码头靠泊作用泥沙淤积地震荷载桩基变形数值分析

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开架式ROV水动力特性数值模拟分析

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中国舰船研究 2025年

作者：张渥许条建大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

[目的]旨在系统研究开架式遥控水下航行器（ROV）的水动力特性，准确获得其各项水动力系数。[方法]通过开展开架式ROV的直航物理模型试验，对STAR-CCM+数值仿真结果的可靠性进行验证，并借助数值方法模拟该ROV的直航、斜航和平面强迫运... 详细信息

[目的]旨在系统研究开架式遥控水下航行器（ROV）的水动力特性，准确获得其各项水动力系数。[方法]通过开展开架式ROV的直航物理模型试验，对STAR-CCM+数值仿真结果的可靠性进行验证，并借助数值方法模拟该ROV的直航、斜航和平面强迫运动，然后根据仿真结果使用最小二乘法拟合获得该ROV的黏性和惯性水动力系数。[结果]结果显示，在直航和斜航情况下，与ROV几何左右不对称性相关的黏性水动力系数Y'vv和Y'u|v|数值较小，分别为7.25×10-3和2.74×10-2；在平面强迫运动情况下，与该ROV几何左右不对称性相关的惯性水动力系数■在整个惯性水动力系数矩阵中占比相对较大，分别为1.210%,8.850%和3.499%。[结论]ROV左右不对称几何外形对其惯性水动力特性产生的影响不可忽略，经数值仿真计算获得的各项水动力系数可为后续ROV的运动预测和结构优化提供支撑。

关键词：遥控水下航行器水动力系数 STAR-CCM+

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不同钢筋位置下锈蚀钢筋混凝土梁粘结性能分析

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哈尔滨工程大学学报 2023年第10期44卷 1720-1731页

作者：何化南陈西娴杨嫚嫚大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 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

为了研究锈蚀钢筋所处的不同位置对钢筋混凝土梁粘结性能的影响,本文对12个不同锈蚀纵筋位置的梁式试件进行了4点弯曲加载。试验结果表明:纵筋位于混凝土梁底角部试件与其位于梁底中部的试件相比,在理论锈蚀率为0%、1%、2%、4%、8%时粘... 详细信息

为了研究锈蚀钢筋所处的不同位置对钢筋混凝土梁粘结性能的影响,本文对12个不同锈蚀纵筋位置的梁式试件进行了4点弯曲加载。试验结果表明:纵筋位于混凝土梁底角部试件与其位于梁底中部的试件相比,在理论锈蚀率为0%、1%、2%、4%、8%时粘结强度分别降低17%、20%、46%、26%、18%。基于试验结果,建立了考虑钢筋位置的锈蚀钢筋-混凝土界面平均粘结应力-滑移本构方程。基于ANSYS软件,利用粘结-滑移本构关系进行数值模拟。结果表明,考虑钢筋位置的粘结-滑移本构模型能够有效计算平均极限粘结应力,数值模拟值与试验值吻合较好。此外,本文提出考虑钢筋位置的钢筋混凝土梁随锈蚀率变化的极限粘结强度劣化模型。

关键词：钢筋锈蚀混凝土梁式粘结试验锈蚀率钢筋位置粘结强度滑移本构关系数值分析

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吸力锚贯入引发的浅层水合物解离和储层孔隙压力再分布研究

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中国造船 2024年第3期65卷 197-204页

作者：韩树鑫邓学晶李望晨于龙管龙飞中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

采用多物理场耦合数值模拟方法,分析了深水吸力锚安装引起的海洋水合物解离和储层孔隙压力的变化。研究表明:吸力锚的安装负压导致储层孔隙压力降低,进而诱发水合物解离;最初波及的浅层水合物解离速率最大;水合物解离产生的大量气体使... 详细信息

采用多物理场耦合数值模拟方法,分析了深水吸力锚安装引起的海洋水合物解离和储层孔隙压力的变化。研究表明:吸力锚的安装负压导致储层孔隙压力降低,进而诱发水合物解离;最初波及的浅层水合物解离速率最大;水合物解离产生的大量气体使储层孔隙压力下降缓慢,造成安装负压损失;随着安装负压波及区域的增大,水合物解离范围从浅层向深层逐渐扩大。

关键词：吸力锚负压安装水合物解离压力分布多场耦合

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考虑系泊点深度的单点系泊系统锚桩水平承载性能理论分析

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岩土力学 2024年第5期45卷 1356-1364页

作者：董恒年孔纲强周杨杨庆河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连辽宁116024

单点系泊系统因其克服恶劣海况的优越性成为我国海洋石油开发的重要系泊形式。然而,水下单点系泊系统锚桩-土体相互作用机制尚不清楚,尤其缺少考虑系泊点深度的水平承载性能计算方法。基于复合地基反力法,建立水平荷载下单点系泊系统锚... 详细信息

单点系泊系统因其克服恶劣海况的优越性成为我国海洋石油开发的重要系泊形式。然而,水下单点系泊系统锚桩-土体相互作用机制尚不清楚,尤其缺少考虑系泊点深度的水平承载性能计算方法。基于复合地基反力法,建立水平荷载下单点系泊系统锚桩的挠曲控制方程和边界条件,并编制相关计算程序;通过迭代法求解,获得不同系泊点位置下的锚桩荷载-位移曲线以及桩身位移、弯矩沿桩身的分布规律曲线;通过与数值模拟和既有离心模型试验结果的对比分析,验证了其准确性和可靠性;继而考虑系泊点深度对锚桩水平承载力的影响,进行参数分析,给出了最优系泊点深度取值范围。分析结果表明,增加系泊点深度可以显著减小锚桩的水平位移及弯矩最大值,从而提高锚桩的水平极限承载力。

关键词：单点系泊系统锚桩水平承载力理论分析

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区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构开采浅层地热能评价综述

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岩土力学 2024年第5期45卷 1265-1283页

作者：孔纲强常洪林王天赐杨庆河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 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

随着浅层地热能的大规模开发利用,针对地埋管地源热泵和能源地下结构的研究正由单个、单体尺度逐渐转向区域尺度。相较于地埋管地源热泵,能源地下结构占地面积小、成本低,在大规模城市建设及地下空间开发中具有良好的优势。从热物性参... 详细信息

随着浅层地热能的大规模开发利用,针对地埋管地源热泵和能源地下结构的研究正由单个、单体尺度逐渐转向区域尺度。相较于地埋管地源热泵,能源地下结构占地面积小、成本低,在大规模城市建设及地下空间开发中具有良好的优势。从热物性参数和地下城市热岛效应两方面总结浅层地热能理论潜力现有研究成果,简述浅层地热能的开发形式,重点针对区域尺度地埋管地源热泵与能源地下结构的适应性评价进行系统综述,从适宜性分区、热交换潜力、满足建筑物能源需求效果三方面建立相应的区域尺度能源地下结构评价体系,以我国山东临朐县和德国巴登-符腾堡州地埋管地源热泵及我国南京大学仙林校区能量桩的区域性研究为案例进行深入分析,归纳当前研究中存在的问题,并对区域尺度能源地下结构的下一步研究进行展望。

关键词：地埋管地源热泵能源地下结构浅层地热能区域尺度评价

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