海洋氣象工程的案例
【CAE案例】應(yīng)用水動力仿真建立海洋氣象區(qū)域模型
01
研究背景
近年來，隨著科技的發(fā)展，出于對環(huán)境保護的重視，以及對海洋資源開發(fā)的需求，藍色經(jīng)濟的概念被愈加提及。藍色經(jīng)濟是在海洋科技、海洋經(jīng)濟與海洋文化發(fā)展到一定階段而出現(xiàn)的社會經(jīng)濟現(xiàn)象，它是以海洋經(jīng)濟為主題，以海帶陸，以陸促海，海陸結(jié)合，海陸統(tǒng)籌為特色的區(qū)域經(jīng)濟。
可持續(xù)發(fā)展是藍色經(jīng)濟的指導(dǎo)思想，在保護資源，尊重自然的基礎(chǔ)上，把握機會，在全球范圍內(nèi)推動海洋生產(chǎn)性活動，例如：海洋環(huán)境的管理、保護和開發(fā)；海洋、沿海和海上工程的產(chǎn)品和服務(wù)；可再生海洋能源和場地的勘探；物流和運輸；漁業(yè)和娛樂活動。所有這些經(jīng)營建設(shè)活動，都需要使用可靠的高分辨率數(shù)據(jù)和最適用的模擬軟件作為支撐，在研究范圍內(nèi)搭建模型，對區(qū)域性的共同影響進行模擬復(fù)現(xiàn)，全面規(guī)劃。
在這種情況下，由意大利SPERI機構(gòu)資助的智能波項目開發(fā)了一個先進的建模框架，為決策者提供可靠的管理服務(wù)。目前由西西里地區(qū)資助，部分區(qū)域已投入開發(fā)，建立了包括地中海、墨西哥灣和波斯灣的海洋區(qū)域模型。這些模型使用了先進的多用途有限元水動力模型open TELEMAC，生成網(wǎng)格的空間分辨率可選范圍極大，從整個海域數(shù)百公里的海岸邊界，到特定位置的水工建筑物，都可以精確描述海洋氣象變化。
展開 海洋技術(shù) ▏海洋工程磁場探測傳感技術(shù)研究進展
一、概述
隨著科技與經(jīng)濟的發(fā)展，人類大大加快了對海洋領(lǐng)域的開發(fā)速度，海洋工程快速發(fā)展。在海洋工程中，無論是海岸建筑物建設(shè)，還是海上平臺建設(shè)，或者海底管線布設(shè)以及其它軍事應(yīng)用等，獲取海洋區(qū)域磁場信息是非常必要與急需的，只有在海洋區(qū)域地磁場信息齊備后，才能確保海洋工程的可靠實施與維護。
海洋工程磁場探測傳感技術(shù)是海洋區(qū)域磁場信息獲取的主要手段，用于感知海洋磁場數(shù)據(jù)，分析海洋磁場特征，繪制海洋磁圖，探測海洋中的磁性目標(biāo)，應(yīng)用海洋磁力信息數(shù)據(jù)，是認(rèn)知海洋與經(jīng)略海洋的重要環(huán)節(jié)，同時，也是海洋地球物理學(xué)和海洋地質(zhì)科學(xué)研究的主要內(nèi)容之一。
展開 華南理工大學(xué)海洋工程材料團隊：流水不腐，戶樞不蠹—動態(tài)表面與海洋防污
海洋微生物、動植物在海洋設(shè)施表面的粘附、生長形成海洋生物污損，它給海洋工業(yè)和海洋工程裝備帶來嚴(yán)重影響。海洋防污是一個與能源、環(huán)境、國防等國家重大戰(zhàn)略需求相關(guān)的課題。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性和污損生物的多樣性，海洋生物污損的防治一直是一個國際性難題。
華南理工大學(xué)海洋工程材料團隊面向國家海洋經(jīng)濟戰(zhàn)略需要，針對海洋工程裝備和船舶在海洋環(huán)境下的腐蝕和生物污損問題，長期從事海洋防護高分子材料的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究。最近，該團隊?wèi)?yīng)Soft Matter期刊邀請在“2019 新興科學(xué)家專刊”撰寫綜述論文“Dynamic surface antifouling: mechanism and systems”，該論文以Back Cover形式被亮點報道(第一作者為謝慶宜博士，通訊作者為馬春風(fēng)教授和張廣照教授)。該綜述系統(tǒng)總結(jié)了團隊過去十余年在海洋防污領(lǐng)域的工作，重點介紹了他們在國際上最早提出的“動態(tài)表面防污”理論 (Dynamic Surface Antifouling, DSA)，即不斷變化的表面可有效抑制污損生物的粘附。該策略與呂氏春秋中 “流水不腐 ,戶樞不蠹”有著相近的內(nèi)涵。
圖1. 動態(tài)表面防污策略示意圖
該綜述還詳細(xì)介紹了團隊基于“動態(tài)表面防污”策略發(fā)展的系列生物降解高分子基防污材料，包括聚酯-聚氨酯、改性聚酯以及聚（酯-丙烯酸酯）等。該系列材料具有獨特的主鏈降解性，在海水中能形成不斷變化的動態(tài)表面，避免污損生物附著的同時，使防污劑緩慢釋放，實現(xiàn)協(xié)同、長效防污。此外，該材料降解產(chǎn)物為無毒的小分子，可避免海洋微塑料污染。該體系具有環(huán)境生態(tài)友好、動靜態(tài)防污性能優(yōu)異等優(yōu)勢，是對傳統(tǒng)防污材料的重要革新。
圖2.
展開 世界海洋工程發(fā)展史簡介
一、海洋工程的范圍及內(nèi)容
海洋工程，是以開發(fā)、利用、保護、恢復(fù)海洋資源為目的，并且工程主體位于海岸線向海一側(cè)的新建、改建、擴建工程。具體包括：人工島、海底管道、海底電（光）纜工程、海洋礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)及其附屬工程、圍填海、鹽田、海水淡化等海水綜合利用工程及國家海洋主管部門會同國務(wù)院環(huán)境保護主管部門規(guī)定的其他海洋工程。可分為：海岸工程、近海工程和深海工程三大類。
海岸工程（Coastal engineering）：海岸防護工程、圍海工程、河口治理工程、沿海漁業(yè)設(shè)施工程、環(huán)境保護設(shè)施工程。
近海工程（offshore engineering）又稱離岸工程，主要是在大陸架較淺水域的海上平臺、人工島等的建設(shè)工程，和在大陸架較深水域的建設(shè)工程，如浮船式平臺、移動式半潛平臺（mobile semi-submersible unit）、自升式平臺（self-elevating unit）、石油和天然氣勘探開采平臺、浮式貯油庫、浮式煉油廠等項建設(shè)工程。
深海工程（deep-water offshore engineering）：包括無人深潛的潛水器和搖控的海底采礦設(shè)施等建設(shè)工程。
二、世界海洋工程發(fā)展史
海洋油氣勘探開發(fā)經(jīng)歷了由淺水到深水、由簡易到復(fù)雜的發(fā)展過程。分為以下階段。
1、萌芽期
海洋工程發(fā)展的初始階段，主要采用土木工程技術(shù)建造木結(jié)構(gòu)平臺和人工島，只能在近岸的海邊和內(nèi)湖開發(fā)石油資源，作業(yè)水深低于10米。
1887年，美國在加利福尼亞海岸，為開發(fā)由陸地延伸至海里的Summerland油田，美國人威廉姆斯從防波堤向海里搭建了一座762米長的木質(zhì)棧橋，把鉆機放在上面打井，在數(shù)米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井，拉開了海洋石油勘探的序幕。由于棧橋與陸地相連，物資供應(yīng)就方便多了。另外，鉆機在棧橋上可以隨意浮動，從而在一個棧橋上可以打許多口井。
展開 
船舶及海洋工程用鋼發(fā)展史
從古至今，人類征服大海的決心從沒有動搖，而體現(xiàn)在實際行動中，就是對海洋資源的不斷探索拓展。2017年2月13日，全球最先進超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”在煙臺命名交付，其整體用鋼約40000多噸，其中10%為超強超厚鋼。“藍鯨1號”是我國船廠在海洋工程超深水領(lǐng)域的首個“交鑰匙”工程，具有里程碑意義。
鋼鐵作為海洋工程裝備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于鉆井平臺、生產(chǎn)平臺以及海底管道等。由于服役時間長，要長期抵抗惡劣的風(fēng)浪條件，水下修理維護的成本極高，其采用的鋼板逐漸向高強度、高韌性、易焊接性、良好的耐腐蝕性以及大厚度、大規(guī)格化方向發(fā)展。今天帶大家了解船舶及海洋工程用鋼。
船舶及海洋工程用鋼發(fā)展史
二戰(zhàn)以后，由于推行海洋發(fā)展戰(zhàn)略以及蘇美兩大陣營對抗的軍事需求，以美國、俄羅斯、日本、德國等為代表海洋強國開展了大規(guī)模的艦船、海洋運輸、海洋油氣開發(fā)、海洋建筑等領(lǐng)域用鋼研究，形成了相應(yīng)的合金標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)體系。典型的美國艦船用鋼經(jīng)歷了由普通碳鋼（40年代）-高強鋼（50年代）-易焊高強鋼（80年代）-易焊耐蝕鋼（90年代）等幾代的發(fā)展，支撐起了包括深水潛艇、核動力航母在內(nèi)的美國龐大的現(xiàn)代化海軍艦隊。
在海洋油氣開采領(lǐng)域，日本、德國、法國等已經(jīng)掌握適用各種深度海洋鉆井平臺、作業(yè)平臺、油氣運輸船等海工裝備適用的大厚規(guī)格、高性能鋼材。目前國外已能夠生產(chǎn)3000米深水區(qū)域使用的塑性、強韌性、耐蝕性、抗疲勞性要求苛刻的油氣管線鋼。
美國潛艇、航母用鋼的發(fā)展歷程及其典型應(yīng)用
我國在艦船用鋼、海工用鋼等方面，經(jīng)過幾十年的發(fā)展取得了巨大進步，初步建立了我國自己的艦船及海工鋼鐵材料體系以及具有較強生產(chǎn)能力的鋼鐵企業(yè)。我國海工用鋼的國產(chǎn)化率已達到90%以上，有力的支撐了海洋經(jīng)濟及國防建設(shè)需求。
展開 船舶及海洋工程用鋼發(fā)展史
從古至今，人類征服大海的決心從沒有動搖，而體現(xiàn)在實際行動中，就是對海洋資源的不斷探索拓展。2017年2月13日，全球最先進超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”在煙臺命名交付，其整體用鋼約40000多噸，其中10%為超強超厚鋼。“藍鯨1號”是我國船廠在海洋工程超深水領(lǐng)域的首個“交鑰匙”工程，具有里程碑意義。
鋼鐵作為海洋工程裝備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于鉆井平臺、生產(chǎn)平臺以及海底管道等。由于服役時間長，要長期抵抗惡劣的風(fēng)浪條件，水下修理維護的成本極高，其采用的鋼板逐漸向高強度、高韌性、易焊接性、良好的耐腐蝕性以及大厚度、大規(guī)格化方向發(fā)展。今天帶大家了解船舶及海洋工程用鋼。
船舶及海洋工程用鋼發(fā)展史
二戰(zhàn)以后，由于推行海洋發(fā)展戰(zhàn)略以及蘇美兩大陣營對抗的軍事需求，以美國、俄羅斯、日本、德國等為代表海洋強國開展了大規(guī)模的艦船、海洋運輸、海洋油氣開發(fā)、海洋建筑等領(lǐng)域用鋼研究，形成了相應(yīng)的合金標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)體系。典型的美國艦船用鋼經(jīng)歷了由普通碳鋼（40年代）-高強鋼（50年代）-易焊高強鋼（80年代）-易焊耐蝕鋼（90年代）等幾代的發(fā)展，支撐起了包括深水潛艇、核動力航母在內(nèi)的美國龐大的現(xiàn)代化海軍艦隊。
在海洋油氣開采領(lǐng)域，日本、德國、法國等已經(jīng)掌握適用各種深度海洋鉆井平臺、作業(yè)平臺、油氣運輸船等海工裝備適用的大厚規(guī)格、高性能鋼材。目前國外已能夠生產(chǎn)3000米深水區(qū)域使用的塑性、強韌性、耐蝕性、抗疲勞性要求苛刻的油氣管線鋼。
美國潛艇、航母用鋼的發(fā)展歷程及其典型應(yīng)用
我國在艦船用鋼、海工用鋼等方面，經(jīng)過幾十年的發(fā)展取得了巨大進步，初步建立了我國自己的艦船及海工鋼鐵材料體系以及具有較強生產(chǎn)能力的鋼鐵企業(yè)。我國海工用鋼的國產(chǎn)化率已達到90%以上，有力的支撐了海洋經(jīng)濟及國防建設(shè)需求。
展開 (海洋工程)海上平臺的自振頻率分析
(海洋工程)海上平臺的自振頻率分析
（注：完整建模細(xì)節(jié)的inp文件附在本文最后，可免費自由下載，技術(shù)共享；
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一、計算任務(wù)描述：
工程背景：海上平臺在海洋巖土工程中廣泛應(yīng)用，如海上石油鉆井平臺，海上風(fēng)電基礎(chǔ)平臺等。
模擬的工程價值和意義：海洋平臺由其承臺和開口鋼管樁群組成，在海上易受風(fēng)荷載、浪荷載、洋流荷載和地震荷載等隨機荷載的影響，外荷載頻率有可能與結(jié)構(gòu)的自振頻率相近而引發(fā)共振效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形而產(chǎn)生變形和傾覆等危險，故而研究海上平臺的自振頻率具有較高的工程價值。
任務(wù)：該模型模擬海上平臺的自振頻率分析，平臺包含承臺和承臺底下的支撐剛柱，支撐柱為變化樁徑的開口鋼管樁，嵌入承臺之中。
二、仿真計算采用的設(shè)備基本情況
1）處理器為 Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU @ 2.80GHz 2.81 GHz
(支持超頻，4核8個邏輯處理器)
2）內(nèi)存為8.00 GB
3）操作系統(tǒng)為64 位（基于 x64 的處理器）
三、計算模型的處理技術(shù)
該模型采用Abaqus的線性攝動分析步和標(biāo)準(zhǔn)處理器(隱式處理器)，具有收斂性好，計算效率高的優(yōu)點；
模型為3D建模，網(wǎng)格類型為3D實體單元；
開口鋼管樁嵌入承臺當(dāng)中，且開口鋼管樁與承臺間的接觸采用綁定接觸。
展開 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強度分析
五、結(jié)束語
總而言之，船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)極限強度的研究是具有一定的現(xiàn)實運用意義的，它可以為船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和使用提供參考，進而為船舶與海洋工程的建設(shè)提供借鑒。
【參考文獻】
[1]張錦飛,崔維成.三種船型結(jié)構(gòu)的極限強度分析比較[J].船舶力學(xué),2011,04:57-64.
[2]駱文剛,楊平,崔虎威,白小溪.內(nèi)河船舶極限強度計算的逐步破壞法程序設(shè)計[J].中國艦船研究,2013,02:58-64.
[3]方闖,張文濤,黃震球,陳齊樹.內(nèi)河船舶極限總強度的試驗研究[J].船舶工程,2012,01:29-32+2.
展開 海洋工程裝備產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展研究
海洋工程裝備產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展研究.pdf
干貨視頻 | ANSYS船舶海洋工程領(lǐng)域仿真解決方案
海工結(jié)構(gòu)的破壞將危害到人員的生命，裝置、設(shè)備、財產(chǎn)的損傷，甚至可能引起海洋環(huán)境的污染。在深海高強度壓力、海洋環(huán)境溫度差異性、颶風(fēng)、大浪、樁基相互作用等復(fù)雜海洋環(huán)境載荷作用下，海工結(jié)構(gòu)可能存在疲勞、屈曲、腐蝕、沖擊損傷等失效形式。
ANSYS作為工程仿真領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在海工領(lǐng)域擁有完整的仿真解決方案和大量的企業(yè)應(yīng)用案例，可為海工結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要理論指導(dǎo)。
課程內(nèi)容
01、船舶海洋工程仿真背景概述
02、ANSYS在船舶海洋工程領(lǐng)域的仿真解決方案
03、ANSYS結(jié)構(gòu)產(chǎn)品功能與Aqwa水動力分析功能特點
04、Aqwa與Mechanical耦合仿真計算波浪載荷作用下船體受力變形分析流程
展開 試驗洞悉工程 | 考察海洋樁基的循環(huán)加載裝置
背景?
目前，樁基礎(chǔ)在海洋工程中的應(yīng)用越來越廣泛。但由于海上環(huán)境異常復(fù)雜，樁基礎(chǔ)在設(shè)計壽命期限內(nèi)需經(jīng)受循環(huán)作用達數(shù)十萬次的低頻風(fēng)浪荷載作用，產(chǎn)生的累積變形會造成安裝在樁基礎(chǔ)上的海洋工程結(jié)構(gòu)傾斜，從而影響上部結(jié)構(gòu)的正常服役性能甚至使其失效破壞。因此，開展對水平循環(huán)荷載對樁基礎(chǔ)的研究就顯得十分必要。
由于受海上復(fù)雜環(huán)境和經(jīng)費的限制，進行樁基礎(chǔ)現(xiàn)場水平循環(huán)荷載試驗顯得非常困難，所以大多數(shù)研究人員在探討水平循環(huán)荷載對樁基影響時多以室內(nèi)模型試驗為手段。而開展此類室內(nèi)模型試驗的關(guān)鍵在于需要一套穩(wěn)定可靠，且能輸出頻率和荷載可控的加載裝置，傳統(tǒng)的加載裝置多為費用昂貴的激振器或者伺服液壓加載系統(tǒng)。但由于液壓伺服加載系統(tǒng)價格高昂且所施加的荷載較大，一般以kN為度量單位，而往往室內(nèi)模型試驗中所需的荷載只幾十N至幾百N的荷載，加載精度難以滿足小模型試驗的要求。
為解決上述存在的循環(huán)加載裝置的問題，本文研制出一種新型的水平循環(huán)加載裝置并申請了發(fā)明專利。該裝置原理簡單、操作方便，成本低廉，荷載幅值和頻率可調(diào)節(jié)，經(jīng)過簡單調(diào)整加載點和滑輪的相對位置，亦可以實現(xiàn)豎向或者斜向加載，能夠輸出滿足循環(huán)荷載試驗要求的荷載波形，尤其適用于室內(nèi)模型試驗的循環(huán)加載，并利用該加載裝置成功對海上風(fēng)電單樁式基礎(chǔ)開展了水平循環(huán)荷載試驗研究。
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海洋工程地質(zhì)勘探方法介紹
海洋工程地質(zhì)調(diào)查的主要目的是為平臺樁基礎(chǔ)和海底管道路由的設(shè)計安裝提供分析資料，一般包括兩方面：獲得海洋平臺場址海底以下土質(zhì)的詳細(xì)資料；擬建海底管道路由海底淺層土質(zhì)的詳細(xì)資料。
通常，海洋工程地質(zhì)調(diào)查采用以下方法：
1、鉆孔取樣
用鉆機向地下鉆孔以進行地質(zhì)勘察，是目前應(yīng)用最廣的勘察方法。通過鉆探可以達到以下目的：1）劃分土層，確定土層的分界面高程，鑒別和描述土的表觀特征；2）取原狀土樣或擾動土供試驗分析；3）在鉆孔內(nèi)進行觸探試驗或其他原位試驗。
取樣是地基勘察必可不少的工序，取樣質(zhì)量的優(yōu)劣取決于采用何種形式的取土器。鉆探時，根據(jù)不同土質(zhì)條件，分別采用擊入或壓入取土器兩種方式在鉆孔中取得原狀土樣。
2、地球物理勘探
地球物理勘探（簡稱物探）是一種兼有勘探和測試雙重功能的技術(shù)。物探之所以能夠用來研究和解決各種地質(zhì)問題，主要是因為不同的巖石、土層和地質(zhì)構(gòu)造往往具有不同的物理性質(zhì)，利用諸如其導(dǎo)電性、磁性、彈性、濕度、密度、天然放射性等的差異，通過專門的物探儀器的量測，就可以區(qū)別和推斷有關(guān)地質(zhì)問題。
地基勘探的下列方面宜應(yīng)用物探：1）作為鉆探的先行手段，了解隱蔽的地質(zhì)界線、界面或異常點、異常帶，為經(jīng)濟合理確定鉆探方案提供依據(jù)；2）作為鉆探的輔助手段，在鉆孔之間增加地球物理勘探點，為鉆探成果的內(nèi)插、外推提供依據(jù)；3）測定巖土體某些特殊參數(shù)，如波速、動彈性模量、土對金屬的腐蝕性等。常用的物探方法主要有電阻率法、電位法、地震、聲波等。
3、原位測試
原位測試技術(shù)是巖土工程中的一個重要分支，它是在土原來（天然）所處的位置對土的工程性能進行測試的一種技術(shù)。測試目的在于獲得有代表性的、反映現(xiàn)場實際的基本設(shè)計參數(shù)，包括：1）地質(zhì)剖面的幾何參數(shù)；2）巖土原位初始應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史；3）巖土工程參數(shù)。
展開 世界九大海洋工程事故
直接經(jīng)濟損失3,735萬元，造成了中國海洋采油史上最慘痛事故。
提高海洋石油EPCI工程的項目管理能力
在設(shè)計的同時進行設(shè)備材料的采辦；并使各階段之間合理、有序和深度交叉；在保證各自合理周期的前提下，縮短總工期；在工程項目各階段進行整體優(yōu)化，局部服從整體，階段服從全過程，提高整體經(jīng)濟效益。這些特點都是E、P、C、I被分離時難以做到的。因此，采用EPCI總承包模式是國內(nèi)外海洋石油項目發(fā)展的必然趨勢。
3. 海洋石油EPCI模式下的項目管理特點
海洋工程EPCI項目是一種高強度、高技術(shù)、涉及多種專業(yè)術(shù)的復(fù)雜性工程項目，人力資源和物力資源都需要很大的投入，項目各個階段都有合理的工作搭接，沒有清楚的分界線，對項目管理提出很高的要求。項目管理運行好壞對項目成功與否具有舉足輕重的作用，合理的項目管理，有效利用搭接工作能有效節(jié)約投資10%-35%、工期減少40%以上。項目管理的目標(biāo)是最經(jīng)濟地按時保質(zhì)保量完成承包的工程任務(wù)。項目組的中心工作是“管”，管的主要手段是加強“四控制”—進度、質(zhì)量、費用、HSE。“控制”要貫徹在工程的自始自終。
海洋工程EPCI項目管理特點：
（1）獨特性。獨特性是指項目管理不同于一般的生產(chǎn)服務(wù)管理，也不同于常規(guī)的行政管理，它有自己獨特的管理模式和運行方式，有自己的管理方法和組織結(jié)構(gòu)。
（2）專業(yè)性。海洋EPCI工程是一項科技含量高、涉及面廣、關(guān)聯(lián)多種專業(yè)的復(fù)雜性工程，項目管理必須對海洋工程有很好的理解能力，知道項目建造的整個工藝和工序，項目從設(shè)計到建造有一大批專業(yè)性很強的人才隊伍為項目服務(wù)。在建造過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些預(yù)想不到的問題，項目組有能力解決這些問題，保證項目按合同要求順利進行。
（3）團隊性。EPCI工程項目組由多個職能部門組成，各職能部門就是團隊的一員，每個成員都把自己的事做好，都能為團隊著想，團結(jié)、協(xié)作的團隊是海洋工程項目成功的保障。
（4）相關(guān)性。
展開 CFD學(xué)習(xí)：渦旋脫落在海洋工程中的應(yīng)用
作者Cadence CFD 解決方案
關(guān)鍵要點
流固耦合對渦流脫落及其對海洋結(jié)構(gòu)性能的影響具有重大影響。
渦流脫落應(yīng)用非常適用于海洋環(huán)境中的流量測量、能量收集和耐波性。
通過流體和海洋結(jié)構(gòu)的 CFD 建模，可以識別流體行為，這可用于計算渦旋脫落頻率。頻率分析有助于辨別可提高船舶設(shè)計效率的理想設(shè)計修改。
海洋工程系統(tǒng)通常在惡劣環(huán)境下運行，包括暴露于動態(tài)載荷和腐蝕性介質(zhì)。廣泛的結(jié)構(gòu)問題源于這種暴露，影響船舶和其他海上結(jié)構(gòu)的性能、安全和穩(wěn)定性。在流體與船體或螺旋槳等部件相互作用期間，壓力波動和振動引起的不受控制的渦流脫落會進一步加劇結(jié)構(gòu)損壞。
然而，渦流脫落的影響不僅限于它們對船舶設(shè)計的負(fù)面影響。渦旋脫落應(yīng)用的研究也促進了不同設(shè)計修改和優(yōu)化策略的發(fā)展。在本文中，我們將討論對流固耦合的理解如何幫助我們提高海洋工程中 幾個渦流脫落應(yīng)用的性能。
海洋結(jié)構(gòu)中的渦流脫落
當(dāng)船舶或潛艇等海洋結(jié)構(gòu)在流體中行進時，相互作用會導(dǎo)致朝向阻流體（例如船體或螺旋槳）的下游側(cè)形成低壓區(qū)域。高壓區(qū)也朝向上游側(cè)形成。兩側(cè)的壓力差會產(chǎn)生漩渦，漩渦會交替地散落在身體的兩側(cè)。這種渦流脫落對海洋結(jié)構(gòu)具有廣泛的影響。
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