摘要：泄流结构不同测点的振动信号频率成分和噪声水平不尽相同,通过信息融合,可将多测点振动信号融合为一个能准确、全面反映结构整体振动特性的振动信号。针对传统数据融合算法对信号相似度要求高以及固定融合系数的缺陷,提出了基于方差贡献率的结构动态响应数据融合算法,不同时间的融合系数随该点的方差贡献率而变化,根据该时刻信息的相对重要程度动态分配权重系数,实现多测点振动信号的动态融合。通过对数学模拟信号及泄流结构原型观测动态响应数据融合结果表明:提出的动态数据融合方法能够挖掘噪声中的微弱信号,使融合后信号能够更加准确、全面的反映结构的整体振动特性;该方法与传统互相关融合算法对比表明,方差贡献率算法能够有效凸显信号中的优势频率成分,保留原信号的结构固有频率成分,具有更强的适用性。

摘要：坝身泄洪的拱坝振动位移均方差是反映坝体振动强烈程度的重要指标,由于开展拱坝原型振动测试的测点有限,难以全面准确反映拱坝坝体的整体振动响应场分布特性,仅利用有限测点的动位移均方差进行坝体振动安全评价显得不够全面和具体,因此通过有限测点的实测响应反演出整个坝体结构的动位移场具有重要意义。以二滩高拱坝为工程实例,对其开展了原型泄洪振动测试,通过布置于坝体上的有限测点的原型实测动位移响应,基于遗传算法和有限元模态分析对该拱坝原型整体动位移场进行了反演,并给出了拱坝原型动位移场反演的具体流程图;反演结果表明,仅利用坝体顶拱拱圈的7个动位移响应测点实测值反演出了整个拱坝在泄洪工况下的动位移场,且反演结果与实测结果较为吻合,该方法为高拱坝的泄洪振动安全的正确评估提供了新的技术手段。

摘要：在水下爆炸冲击荷载作用下,结构动力响应较之静态荷载和地震荷载作用下要复杂得多。通过大量的数值模拟,探讨了混凝土重力坝在水下爆炸冲击荷载作用下,大坝高度、库前水位对大坝抗爆性能的影响,为大坝抗爆性能评估和防护设计提供基础。数值计算中,构建了重力坝水下爆炸全耦合数值模型,并考虑爆炸冲击作用下混凝土的高应变率效应。研究结果表明:对于混凝土重力坝,随着大坝高度的增加,大坝的抗爆性能增强;库前水位对大坝的抗爆性能影响较大,通过降低库前水位可有效提高大坝的抗爆性能。

摘要：波浪能是一种极具潜力的可再生能源。为推进波能资源的利用,开发具有应用前景的新型波能转换装置(WEC),提出了创新性的弹性胶囊振荡水柱式(EC-OWC)波能转换装置,设计建立了物理试验模型。通过膨胀波试验,研究了弹性胶囊的膨胀特性和自由膨胀波的运动特性;通过波浪试验,研究了装置与波浪耦合作用时的水动力性能,以及波浪和模型参数对系统振荡和波高放大比的影响。结果显示:装置内外水头差由0增加至30 cm时,自由膨胀波波速由约3.02 m/s减小至1.90 m/s,与一维纵波理论结果规律相符;相对水深在0.0644~0.0782范围内时,稳定后的波高放大比基本均超过4,其中相对水深值为0.0706时达到最大波高放大比6;波高放大比随相对水头的增大先增大后减小,相对水头值为6时达到最大波高放大比6.5;波高放大比在相对管长为1.77时达到最大值6.35。结果表明:一维纵波理论可为弹性胶囊的设计提供支撑;控制水头差可有效调整装置的自然振荡周期;当装置内外振荡周期相匹配时,系统达到近似共振,装置内部膨胀波为驻波,且当胶囊长度接近半波长时,波高放大比达到最大。通过对EC-OWC模型的初步水动力性能试验研究,展示了该装置的优越性能和共振特性,可为此类WEC的开发提供参考。

摘要：为了合理推算冰水共存海域的设计波浪条件,本文提出了一种包含冰影响的波浪推算方法,通过将冰浓度以线性变化的加权百分比的方式纳入SWAN模型的风应力方程中,进而用于模拟冰水共存条件下的波浪演化,并以2011—2012年为例研究了渤海海冰对波浪分布的影响。根据模拟结果,2011—2012年海冰覆盖的范围最多占整个渤海的33.3%,而渤海有效波高和谱峰波周期受冰影响的区域最多分别占整个渤海的75.8%和73.0%。辽东湾靠近湾顶区域的有效波高和谱峰波周期在整个冬季受冰影响最多减小了70%,而渤海湾和莱州湾受冰影响的衰减程度最高可达10%。结果表明:海冰的存在不仅阻挡了海-气之间的热量和动量交换,导致冰覆盖区域的有效波高和谱峰波周期受海冰影响减小,而且相当于减小了整个渤海的有效风区,使得靠近冰区的无冰海域的有效波高和谱峰波周期也受海冰影响而减小。因此,海冰的影响在寒区海域的设计波浪推算过程中不可忽略。

摘要：在总结分析传统船形FPSO特点的基础上,提出了一种多筒式FPSO的概念设计。多筒式FPSO整体采用钢筋混凝土结构具有造价低和抗腐蚀等优点,并可以钻井和安装干式井口。针对多筒式FPSO,计算分析了该结构的完整稳性和破舱稳性。考虑南海海域100米水深海洋环境条件,进行了新型多筒式FPSO的频域响应分析,得到了多筒式FPSO运动和波浪载荷响应幅值算子(RAOs),以及运动响应的短期统计。研究表明新型多筒式FPSO具有良好的稳性和水动力性能。

摘要：双排开孔圆筒防波堤是一种新型环境友好型防波堤,对其消浪特性的研究具有重要工程意义。随着人工智能的发展,基于机器学习技术求解防波堤水动力学问题成了一种新的研究范式。本文提出基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型,实现对双排开孔圆筒防波堤透射系数的智能优化预测。结果表明:(1)确定波高、波周期、波长、波速、排间距、开孔率、水深为影响透射系数的关键因子;(2)当SSA-CNN模型的种群数量为10时,对波浪透射系数预测的R2值达到0.9909,平均相对误差相比单一的CNN模型降低了5.07%。研究成果为利用神经网络研究波浪透射问题提供了一种新的优化预测模型。

摘要：基于10 MW级大型风机,采用钢筋混凝土结构,进行了半潜浮式风机平台的概念设计,采用SESAM建立平台的数值模型,对立柱间距、立柱倾角及立柱直径对该半潜平台完整稳性的影响规律进行了重点研究并对平台进行优化,对优化后半潜平台的破舱稳性、综合许用重心高度及固有周期进行了验证。结果表明:以上因素以不同的方式影响平台完整稳性,而增加立柱倾角在钢筋混凝土用量和排水量等方面更具优势,优化后的平台完整稳性、破舱稳性、综合许用重心高度及运动周期均满足设计规范要求。

摘要：结合水-气分层流理论,构建了如美泄洪洞与溢洪洞联合泄洪通风补气系统理论计算模型,研究了如美多条泄洪隧洞的通风补气特性,绘制并总结了如美各条泄洪隧洞的负压、补气竖井风速及通风量随泄洪洞洞顶余幅高度及其补气竖井截面尺寸的变化规律。结果表明:泄洪洞负压出现极小值和极大值并存的3分区,而溢洪洞负压无明显变化;泄洪洞补气竖井风速和通风量出现极大值,溢洪洞补气竖井通风量反之出现极小值。综合考虑各条隧洞通气参数的变化,可为联合泄洪系统中泄洪洞及其补气竖井尺寸的选择提供参考依据。

摘要：为应对全球气候变暖,助力实现国家“双碳”目标,提出建设蓝碳工程——离岸系泊式海藻牧场,论述了离岸海藻牧场的设计分析流程,并对海藻牧场单元的核心养殖设施进行了数值模拟分析。结果表明,在极端海况下,系泊缆绳、养殖绠绳、连接绳和吊绳的张力均未超过极限破断值;浮标升沉运动对海藻正常接受光照的影响较小,海藻柄部发生破断也为极小概率事件;所提出的设计分析方法可为水深超过40 m的离岸海域海藻牧场的系泊设计提供参考。