海洋結(jié)構(gòu)物的案例
海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)水深相關(guān)概念
在海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)中，水深是最基本的環(huán)境要素之一，在一定程度上決定著結(jié)構(gòu)物的分類及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。
海洋結(jié)構(gòu)物所在海域水深一般由工程地質(zhì)勘察單位提供。水深通常是相對(duì)于某個(gè)基準(zhǔn)面的數(shù)值，API RP2 MET（2014）規(guī)范取平均海平面(M.S.L, mean sea level)或最低天文潮（LAT, lowest astronomical tide）為基準(zhǔn)面。之所以選擇基準(zhǔn)面，是由于長周期的潮汐現(xiàn)象會(huì)帶來海面水位的升降變化，由此會(huì)引起不同時(shí)刻測(cè)量同一點(diǎn)的水深是不相同的，從而影響海洋工程結(jié)構(gòu)物，特別是近岸結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)。
平均海平面，是在一定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)海面觀測(cè)潮位高度取的平均值，可看作是消除了海洋各種隨機(jī)振動(dòng)和各種周期性波動(dòng)后得到的理想海面。平均海平面可通過設(shè)置驗(yàn)潮站，對(duì)該處水位進(jìn)行長期的連續(xù)觀測(cè)記錄后計(jì)算得到。由于平均海平面隨時(shí)間和地點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化，無法全球統(tǒng)一，因此各個(gè)國家通過選擇適合本國國情的驗(yàn)潮站，用長期驗(yàn)潮資料確定一個(gè)作為自己國家零高程面的平均海平面。1987年5月起，我國開始采用“1985國家高程基準(zhǔn)”作為大地高度的起算面，其平均海平面系以青島驗(yàn)潮站在1952-1979年期間的驗(yàn)潮觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)作為依據(jù)計(jì)算確定的黃海平均海平面。
在水深測(cè)量或編制海圖時(shí)，通常采用低于平均海平面的一個(gè)面作為海圖深度基準(zhǔn)面。海圖是供航海使用的一種專用地圖，在海圖上比較詳細(xì)地標(biāo)繪注有各種與航海有關(guān)的材料，如海岸、港灣的形狀，島嶼、障礙物、礁石、淺灘的位置，助航標(biāo)志的位置等。海圖水深基準(zhǔn)面，即海圖及各種水深資料所載水深的起算面，又叫深度基準(zhǔn)面。我國1956年以后采用理論深度基準(zhǔn)面，即理論上的最低低潮位作為深度基準(zhǔn)面，這樣海圖上標(biāo)注的一般比實(shí)際水深小，實(shí)際水深等于海圖水深加潮高，有利于保證船舶航行安全。
展開 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析
【摘要】本文主要分析了船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度，探討了在船舶與海洋工程中，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面需要關(guān)注的要點(diǎn)，希望通過論述，可以為船舶與海洋工程相關(guān)人員研究結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供參考。
【關(guān)鍵詞】船舶；海洋工程；結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、前言
目前，對(duì)船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的研究還較少，小部分的研究也局限于研究一般性的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此，分析船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度非常有必要，這是進(jìn)一步了解其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的必要工作。
二、船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度概述
船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物在其全壽命周期內(nèi)可能遭受各種各樣的載荷和變形，包括常規(guī)載荷、極限載荷或意外載荷。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮這一因素，要更合理地考慮其安全性。
傳統(tǒng)的船舶設(shè)計(jì)是采用許用應(yīng)力設(shè)計(jì)法(ASD法)，即在線彈性理論基礎(chǔ)上，船體總縱強(qiáng)度是通過甲板(或船底處)的彈性應(yīng)力與許用應(yīng)力比較來進(jìn)行評(píng)估，許用應(yīng)力通常取為材料屈服強(qiáng)度的若干百分?jǐn)?shù)。這種方法與名義垂向波浪彎矩一起使用時(shí)，對(duì)于常規(guī)船型具有一定的有效性。然而，并不能使人們獲得清晰的船體強(qiáng)度的概念，更不能真實(shí)反映出船體結(jié)構(gòu)的實(shí)際破壞的全過程。因此，ASD應(yīng)用于非常規(guī)船型設(shè)汁是不能令人滿意的。
總縱彎曲下的船體損壞實(shí)質(zhì)上是一個(gè)漸進(jìn)的過程。當(dāng)船體梁斷面上某一個(gè)最弱的構(gòu)件因屈服、屈曲或兩者的某種組合發(fā)生損壞而不能有效承擔(dān)載荷時(shí)，將使船體剛度減少，但由于其他構(gòu)件仍可承載，包括失效構(gòu)件轉(zhuǎn)嫁來的載荷，因此船體梁仍能承載。基于船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度所確立的“限制狀態(tài)”設(shè)計(jì)方法，比線彈性設(shè)計(jì)方法增加了安全性和經(jīng)濟(jì)性。極限強(qiáng)度的影響參數(shù)研究對(duì)于估算船體結(jié)構(gòu)的可靠性是必要的。對(duì)于像船體這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在確定設(shè)計(jì)衡準(zhǔn)和所期望的統(tǒng)計(jì)中，所需的大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可能輕易地獲得。
展開 【CFD數(shù)值仿真算例】圓球入水?dāng)?shù)值仿真
數(shù)值水池的下一步任務(wù)
數(shù)值水池下一步的任務(wù)應(yīng)是：面向船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)對(duì)真實(shí)、復(fù)雜海洋環(huán)境中綜合/耦合水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)、評(píng)估的需求，開發(fā)復(fù)雜水動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的虛擬試驗(yàn)?zāi)K（如船舶波浪中快速性、波浪中操縱性等），并提供相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)；此外，開展實(shí)尺度船舶“數(shù)值航行”以及實(shí)尺度海洋結(jié)構(gòu)物在真實(shí)海洋環(huán)境中載荷與響應(yīng)的虛擬試驗(yàn)技術(shù)開發(fā)。
注 意
應(yīng)該注意到，數(shù)值水池是一項(xiàng)革命性技術(shù)，因而必將是一個(gè)持續(xù)發(fā)展與積累的宏大工程。
基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析（上）
關(guān)鍵詞：港口工程;三維勢(shì)流理論;浮式防波堤;幅值響應(yīng)算子;附加質(zhì)量;
0 引 言
隨著人類對(duì)海洋資源開發(fā)的深入，對(duì)沿岸結(jié)構(gòu)和某些海洋工程結(jié)構(gòu)物保護(hù)的需求也越來越大。防波堤作為一種重要的現(xiàn)代海洋工程結(jié)構(gòu)物，能起到減弱外海波浪強(qiáng)度、維持堤內(nèi)水域平穩(wěn)、保護(hù)港內(nèi)建筑及海洋工程結(jié)構(gòu)物安全的作用。浮式防波堤是一種常見的海洋工程結(jié)構(gòu)物，主要由浮體結(jié)構(gòu)和系泊系統(tǒng)組成。目前對(duì)于浮式防波堤水動(dòng)力性能的研究大部分是通過數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)進(jìn)行。
展開 
雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
單一的CFD計(jì)算已經(jīng)不滿足現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)跨介質(zhì)計(jì)算需求，工程上更多關(guān)注結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的變形問題。因此，以平頭圓柱體為例，本案例運(yùn)用STAR-CCM+&abaqus對(duì)圓柱體入水100m/s過程進(jìn)行模擬，得到了結(jié)構(gòu)入水過程中周圍流場(chǎng)和自身響應(yīng)變化。
適用領(lǐng)域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結(jié)構(gòu)物漂浮等領(lǐng)域。ST
海浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)的疲勞分析
海浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)的疲勞分析
海浪引發(fā)的海洋結(jié)構(gòu)疲勞問題是海洋工程必須考慮的問題。尤其是海洋石油鉆井平臺(tái)，其長期遭受海浪的周期性循環(huán)載荷，最終導(dǎo)致疲勞裂紋的形成，生長并最終破壞。其主要思路和其他高周疲勞計(jì)算相似，結(jié)合S-N曲線并利用miner線性損壞疊加的思路，獲得疲勞壽命。如下：
對(duì)于頻率域的疲勞計(jì)算，其思路也基本類似，利用其模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析獲得其熱點(diǎn)處的應(yīng)力變化幅值，從而結(jié)合實(shí)際海浪和材料S-N曲線，計(jì)算其疲勞壽命。
對(duì)于海浪的處理是一大關(guān)鍵，如何有效的獲得該海域的風(fēng)浪載荷，考驗(yàn)著疲勞分析工程師。現(xiàn)在較普遍的做法是，利用統(tǒng)計(jì)的方法，把復(fù)雜的海浪離散成不同頻率和浪高的事件。
當(dāng)前海洋結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計(jì)主要的難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
1，目前的數(shù)據(jù)是由較小尺寸焊接獲得的，而海洋工程是大尺寸焊接接頭；
2，海洋工程是大尺寸焊接頭復(fù)雜且高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用，疲勞改善更需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持；
3，設(shè)計(jì)規(guī)范允許適當(dāng)?shù)暮附忧啡保淦诟纳频男Ч狈τ?jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持；
4，卻反疲勞改善工藝的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；
5，設(shè)計(jì)和制造過程中，需要考慮疲勞載荷增加的儲(chǔ)備問題是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，缺乏有力的理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
文章來源微信公眾號(hào)：FESIM有限元分析
展開 海洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力模態(tài)分析介紹
應(yīng)廣大用戶的需求，本人會(huì)在3月1日下午進(jìn)行一期SACS網(wǎng)絡(luò)講座，介紹如何在SACS中進(jìn)行海洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力模態(tài)分析。本次網(wǎng)絡(luò)講座的鏈接如下，歡迎大家參加,
https://pages.info.bentley.com/event-details-ae/?eventGUID=07874499-6268-4be3-9fbe-b6c4ba141668
稍后我也會(huì)將本次講座的視頻上傳至技術(shù)鄰平臺(tái)。
海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢(shì)
如果沒有有效的腐蝕防護(hù)措施, 海洋工程設(shè)施在幾年內(nèi)就會(huì)因腐蝕而嚴(yán)重破壞。因此, 認(rèn)識(shí)海洋腐蝕防護(hù)的重要性, 并大力發(fā)展海洋工程設(shè)施專用防腐材料, 推進(jìn)海洋工程設(shè)施的全壽命周期維護(hù), 具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。然而, 我國海洋工程的防腐措施薄弱, 亟需加強(qiáng)腐蝕保護(hù)。
3海洋腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)
海洋工程構(gòu)筑物大致分為: 海岸工程 ( 鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土) 、近海工程 ( 海洋平臺(tái)、鉆井、采油、儲(chǔ)運(yùn)) 、深海工程 (海洋平臺(tái)、鉆井、采油、儲(chǔ)運(yùn)) 、海水淡化、艦船 ( 船體、壓載艙、水線以上) , 簡(jiǎn)稱為船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)。船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的主要失效形式包括: 均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、腐蝕/磨損、海生物 (宏生物) 污損、微生物腐蝕、H2S與CO2腐蝕等等。控制船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)失效的主要措施包括: 涂料 (涂層) 、耐腐蝕材料、表面處理與改性、電化學(xué)保護(hù) ( 犧牲陽極、外加電流陰極保護(hù)) 、緩蝕劑、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與檢測(cè)、安全評(píng)價(jià)與可靠性分析及壽命評(píng)估。
展開 用SACS 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析軟件
Engineering Dynamics, Inc 開發(fā)的 SACS軟件系統(tǒng)，是用于海洋平臺(tái)以及一般陸地結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件系統(tǒng)。SACS 軟件包含有多個(gè)程序模塊，這些程序模塊之間采用文件接口連接方式以方便客戶購買及使用。該系統(tǒng)所有的程序模塊都包含有比較完整的英制及公制單位的缺省工程 參數(shù)以簡(jiǎn)化用戶的輸入。下面的程序流程圖用于解釋各程序模塊之間的連接關(guān)系。所有的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：幾何形狀，構(gòu)件尺寸，材料特性以及環(huán)境條件都是由交互方式輸 入以 文件方式存儲(chǔ)。然后求解程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得出最終的求解文件，這個(gè)文件中包含所有節(jié)點(diǎn)的位移以及單元內(nèi)力。后處理軟件使用求解文件中的數(shù)據(jù)， 采用相應(yīng)的規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)作規(guī)范校核。不符合規(guī)范要求的部分，程序可自動(dòng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)分析及規(guī)范校核結(jié)果也可以用圖形的方式輸出，其結(jié)果可用于工程圖紙 生成及結(jié)構(gòu)料表。
軟件分析包
SACS 軟件包支持 WindowsVista/XP 等操作系統(tǒng)。整個(gè)軟件系統(tǒng)由多個(gè)程序模塊組成，可以購買也可以按月租賃；可以購買或租賃整個(gè)系統(tǒng)，也可以根據(jù)需求購買或租賃其中的部分軟件包或單獨(dú)的模塊。
STATIC I Pro ：專業(yè)海洋靜力軟件包
海洋平臺(tái)靜力分析軟件包可以滿足典型的固定式海洋平臺(tái)、碼頭、承臺(tái)以及浮式系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)的靜力分析要 求。軟件包中包含三維圖形交互式建模，有限元求解器以及圖形交互后處理程序。在這個(gè)軟件包中還包含有SEASTATE, JOINT CAN, PILE, COMBINE, GAP, TOW 以及 LDF大變形。
展開 專業(yè)系統(tǒng) | 海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析軟件
海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析系統(tǒng)是用于對(duì)海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和強(qiáng)度校核的專業(yè)分析軟件。針對(duì)不同的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)，提供完整的分析方案，涵蓋靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析和疲勞分析。分析方案中包括對(duì)靜力學(xué)分析結(jié)果的強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核的標(biāo)準(zhǔn)是海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析規(guī)范。
基于海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可直接對(duì)完成的初步設(shè)計(jì)實(shí)施整個(gè)分析流程，并根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行修改。不僅如此，海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析系統(tǒng)提供了友好的界面，方便易用，可操作性強(qiáng)，分析系統(tǒng)將ANSYS Classical的計(jì)算集成在后臺(tái)，設(shè)計(jì)人員無需掌握ANSYS即可進(jìn)行基于ANSYS求解器的各類分析。在計(jì)算完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)截取ANSYS的計(jì)算結(jié)果，并顯示在系統(tǒng)界面上，從而省去了設(shè)計(jì)人員打開ANSYS進(jìn)行操作。
為了更好地服務(wù)于工程設(shè)計(jì),海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析系統(tǒng)集成了中國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的海上固定平臺(tái)規(guī)范、國外規(guī)范API和DNV，在現(xiàn)行結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，直接獲得符合行業(yè)規(guī)范的評(píng)估結(jié)果，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)校核的時(shí)間。
功能特色
海洋風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析系統(tǒng)提供了全面的海樣固定平臺(tái)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分析工具。
海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)
幾何建模：系統(tǒng)提供了單樁、水下多樁、水上三樁、高樁承臺(tái)和導(dǎo)管架等模型。
材料庫：包含各類鋼材、混凝土等材料。
環(huán)境參數(shù)：包括地質(zhì)參數(shù)、海況參數(shù)，提供了樁土作用模型，考慮了海水密度、海洋附生物、拖拽力系數(shù)、慣性力系數(shù)等因素。
載荷類型：包括活載荷、風(fēng)載荷、水流載荷、波浪載荷和風(fēng)機(jī)載荷，載荷種類多樣，充分考慮了海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作環(huán)境中可能的外載。
展開 Bentley為海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供完整解決方案
SACS V5.7 力促信息移動(dòng)化的提升
SACS 軟件用于各種海洋工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)，是 Bentley 海洋產(chǎn)品系列的一部分。據(jù)L&T-Valdel 的結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人 Sharad Jain 表示，“在當(dāng)前的行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)下，有效的成本管理是保持競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)性的唯一法寶。工程軟件已成為縮短工程周期和實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果的主要工具。而 SACS則是進(jìn)行海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首選軟件。”
SACS V5.7 在與 ProjectWise 項(xiàng)目交付解決方案集成的同時(shí)，增強(qiáng)了與 MOSES 和 AutoPIPE 的集成，由此提升了信息移動(dòng)化，對(duì)分布式的海洋工程用戶大有幫助。
Bentley 負(fù)責(zé)海洋工程和船舶業(yè)務(wù)的公司副總裁 Phil Christensen 表示，“我們的海洋工程用戶幾乎都是遍布各地的工程團(tuán)隊(duì)。在此版本中，我們將 ProjectWise 的協(xié)作功能集成到 SACS 中以方便共享 SACS 項(xiàng)目文件。”
雙劍合璧，Bentley為海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供完整的解決方案
最新版本的 SACS 實(shí)際上是對(duì)MOSES的重大升級(jí)，包括增強(qiáng)與 MOSES 的互操作性以及與管道載荷管理軟件AutoPIPE的集成。這些功能，使海洋結(jié)構(gòu)工程、船舶建造，以及各個(gè)分散的團(tuán)隊(duì)和辦事處之間實(shí)現(xiàn)了SACS 項(xiàng)目文件的共享，并在項(xiàng)目內(nèi)部及場(chǎng)地之間保持?jǐn)?shù)據(jù)的順暢流動(dòng)。
Dockwise負(fù)責(zé)全球工程的信息協(xié)調(diào)員 Ian Emery 表示，“作為海洋行業(yè)中的開拓者，我們多年來一直使用 SACS 和 MOSES。在孟加拉灣的 SHWE 油田開發(fā)項(xiàng)目中，我們從技術(shù)上大幅縮短了海上安裝時(shí)間，這為客戶節(jié)省了大量成本，也正因此工程軟件在本項(xiàng)目中的完美運(yùn)用獲得了贊揚(yáng)。
展開 
碎屑物沖擊時(shí)擋板結(jié)構(gòu)的支護(hù)性能模擬
無擋板
側(cè)面：
正面：
方形擋板
側(cè)面：
正面：
三角形擋板
側(cè)面：
正面：
通過上面的動(dòng)圖可以非常明顯的感覺到擋板結(jié)構(gòu)對(duì)后一段的碎屑物有非常突出的支護(hù)性能。
這里看一下運(yùn)行到5s的時(shí)候的力鏈圖：
無擋板：
這里可以明顯的看出，前緣的碎屑物和后緣有力學(xué)上的不連續(xù)性。
方形擋板：
三角形擋板：
可以看到擋板間形成的土拱有效的抵抗了后緣碎屑物的沖擊。
這里再看一下沖擊力的大小，下圖為三角形擋板支護(hù)時(shí)的沖擊力，由于初始的顆粒沒有阻礙，所以初期會(huì)有很多顆粒以比較大的速度沖擊頂板上，導(dǎo)致初期有比較大的波動(dòng)。這里用FFT每50點(diǎn)進(jìn)行平滑處理，處理后的為紅色線。
因?yàn)閿?shù)據(jù)量比較大，origin沒抗住，這里用excel簡(jiǎn)單畫了一下：
可以看出擋板結(jié)構(gòu)對(duì)碎屑流有比較好的支護(hù)性能，方形擋板略優(yōu)于三角形，但是三角形耗材少，具體工程指導(dǎo)得按實(shí)際來。
展開 CEL方法結(jié)構(gòu)物入水 ￥200
<p>基于CEL方法建立了結(jié)構(gòu)物入水模型，對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)物受力濾波處理，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)有良好的一致性。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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<img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/cb76dea73e4c4afc80fee7c7818e6bbb.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/cb76dea73e4c4afc80fee7c7818e6bbb.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/cb76dea73e4c4afc80fee7c7818e6bbb.png?
展開 使用Gaussian進(jìn)行稀土金屬化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化
總的來說，使用Gaussian進(jìn)行稀土金屬化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，主要會(huì)遇到l502報(bào)錯(cuò)，SCF收斂失敗。判斷自旋多重度時(shí)需要更多的考慮，SCF收斂性更難，主要因?yàn)閐軌道接近簡(jiǎn)并，還容易收斂到不穩(wěn)定的波函數(shù)。鑭系和錒系配合物的計(jì)算更復(fù)雜，因?yàn)閒軌道的近簡(jiǎn)并導(dǎo)致SCF比過渡金屬配合物更難收斂（除非使用大核贗勢(shì)，不再考慮f電子）。因此，檢查波函數(shù)穩(wěn)定性非常重要，而且這些化合物通常有更高的配位數(shù)，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜。
圖1 Tb(III)化合物結(jié)構(gòu)
如圖1，Tb(III)化合物作為要計(jì)算的例子，在劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(CSD)里面導(dǎo)出該化合物晶體結(jié)構(gòu)，即cif分子坐標(biāo)。進(jìn)行稀土化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，自旋多重度的設(shè)置非常重要！Tb稀土金屬的核外價(jià)電子結(jié)構(gòu)為4f96s2。該配合物的自旋多重度取決于Tb(III)中心的8個(gè)4f電子的排布，可能為七重態(tài)、七重態(tài)、三重態(tài)或單重態(tài)。在進(jìn)行幾何優(yōu)化和振動(dòng)分析時(shí)，我們采用大核贗勢(shì)進(jìn)行計(jì)算，這樣4f電子被贗化處理。因此，Tb(III)中心的價(jià)電子僅包括占據(jù)5s和5p軌道的8個(gè)電子，而配體部分則為閉殼層結(jié)構(gòu)。基于這一點(diǎn)，在計(jì)算時(shí)應(yīng)假設(shè)配合物為單重態(tài)。
PBE0是一個(gè)非常值得優(yōu)先選擇的交換-關(guān)聯(lián)泛函，已經(jīng)在許多研究中用于鑭系配合物的計(jì)算。例如，2019年發(fā)表在《Inorg. Chem.》上的一篇文章（58, 411）中，研究者采用PBE0結(jié)合SDD贗勢(shì)對(duì)含Pr的體系進(jìn)行了計(jì)算。因此筆者也推薦使用PBE0交換-關(guān)聯(lián)泛函進(jìn)行稀土化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
Gaussian軟件內(nèi)置了五種Stuttgart贗勢(shì)用于Tb元素的計(jì)算，分別是ECP28MHF,ECP28MWB,ECP53MWB,ECP54MHF,ECP54MWB,ECP55MHF和ECP55MWB。
展開 克羅地亞薩格勒布大學(xué)機(jī)械工程與船舶建筑學(xué)院選擇 Cast-Designer Weld 用于大型結(jié)構(gòu)與海洋設(shè)備焊接設(shè)計(jì)與模擬
今年7月，薩格勒布大學(xué)面向全球招標(biāo)， 遴選能針對(duì)大型結(jié)構(gòu)和海洋工程進(jìn)行焊接設(shè)計(jì)與模擬的軟件系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)，C3P Software憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和完善的一級(jí)、二級(jí)技術(shù)支持能力最終在眾多軟件中脫穎而出，一舉中標(biāo)。
C3P software 的 Cast-Designer WELD， 為焊接行業(yè)客戶和焊接產(chǎn)品提供完整的解決方案：包括焊接工藝設(shè)計(jì)、模擬和焊接裝配優(yōu)化。過程中考慮了幾何設(shè)計(jì)，材料性能和焊接工藝等所有因數(shù)。針對(duì)大型焊件，從材料到工藝，到模擬和優(yōu)化唯一可行的全流程系統(tǒng)，內(nèi)置超快速自動(dòng)建模技術(shù)和人工智能優(yōu)化算法。
Maja Jurica, 薩格勒布大學(xué)機(jī)械工程和船舶建筑學(xué)院高級(jí)研究員，很自豪地說“我們選擇 Cast-Designer Weld 是由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)模擬一體化的綜合功能，及其對(duì)大型結(jié)構(gòu)變形與應(yīng)力分析勝于其他軟件數(shù)十倍的計(jì)算能力和模型化時(shí)間，正是我們長期尋求的”。
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