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當(dāng)這些氣泡移動(dòng)到高壓區(qū)域時(shí)，它們會(huì)破裂并產(chǎn)生沖擊波，對(duì)海洋結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。添加流體動(dòng)力部件或設(shè)計(jì)修改以優(yōu)化流量或壓力可以幫助減少氣蝕損壞。 噪音和振動(dòng)：海洋結(jié)構(gòu)中的噪音和振動(dòng)來(lái)自渦流脫落，它會(huì)產(chǎn)生高壓和低壓區(qū)域。壓力差會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的流體力，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和周圍流體發(fā)生機(jī)械振動(dòng)。船舶設(shè)計(jì)的有效優(yōu)化有助于減少振動(dòng)和噪音的傳播。

為什么海洋金屬加工如此重要？海洋環(huán)境極端苛刻，設(shè)備必須抵抗： 鹽水腐蝕 高靜水壓力 振動(dòng)與沖擊 溫差變化 海生物附著高質(zhì)量 CNC精密加工+防腐肌理設(shè)計(jì) 是關(guān)鍵基礎(chǔ)。

第一作者劉曉健，女，1981年出生，博士，講師，主要從事材料隔聲性能研究；通信作者凡友華，男，1975年出生，男，博士，教授，主要從事振動(dòng)與波動(dòng)領(lǐng)域研究。本文為基金項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金“瑞雷波多模式耦合機(jī)理及其勘探應(yīng)用研究”（40604012）。

機(jī)械噪聲由主機(jī)、輔機(jī)等精密船載設(shè)備產(chǎn)生, 主要集中在低頻段, 但由于其成分較為復(fù)雜, 且海洋背景噪聲大多為低頻, 因而實(shí)際提取識(shí)別時(shí)較為困難, 針對(duì)主機(jī)振動(dòng)噪聲的分析如圖5所示。

相比風(fēng)阻力公式，波浪阻力更難求解.在不規(guī)則海洋中，波浪引起的載荷可以通過(guò)規(guī)則波分量的荷載線性疊加得到，在規(guī)則入射波中分析大體積結(jié)構(gòu)稱為頻域分析.假設(shè)處于穩(wěn)定狀態(tài)，忽略所有瞬態(tài)效應(yīng)，結(jié)構(gòu)的載荷和動(dòng)力響應(yīng)與入射波的頻率相同，或在前進(jìn)速度下與遭遇波的頻率相同，呈諧波振動(dòng).在線性分析中，流體力學(xué)問(wèn)題通常分為兩個(gè)子問(wèn)題.

2) ANSYS: ANSYS也是一款廣泛應(yīng)用的有限元分析軟件，提供了強(qiáng)大的模擬和分析功能，適用于船舶結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和振動(dòng)分析。3) MARINTEK: MARINTEK是挪威海洋技術(shù)研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的軟件，主要用于船舶結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力性能的分析與優(yōu)化。

測(cè)試在海洋工業(yè)結(jié)構(gòu)性能工程中的作用是什么？如何激勵(lì)一艘船？都有哪些激勵(lì)力？不同的激勵(lì)力，他會(huì)帶來(lái)不同的振動(dòng)模式和共振頻率嗎？如何從漂浮在海洋上的船上得到共振頻率，阻尼值和模態(tài)？測(cè)試和模擬互相如何協(xié)作？它們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要嗎？是如何應(yīng)用的？如何解決噪聲傳播的問(wèn)題？噪聲如何傳播，甚至它如何在船體周圍輻射或散射？什么是結(jié)構(gòu)噪聲？哪些模式將被激勵(lì)？

【iSolver案例分享47】海洋浮式基礎(chǔ)受水平風(fēng)浪荷載1. 模型背景浮式基礎(chǔ)在深海中應(yīng)用廣泛(見(jiàn)下圖)，例如被用做深海石油和天然氣的開(kāi)采平臺(tái)。近幾年，海上浮式平臺(tái)被用作風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)也越來(lái)越多，對(duì)浮式平臺(tái)的力學(xué)性能研究也愈發(fā)顯得重要。海洋浮式平臺(tái)的建筑材料主要為鋼材，本案例研究其在風(fēng)浪水平荷載下的力學(xué)行為。海洋浮式基礎(chǔ)(floating foundation)2.

當(dāng)聲波在水中傳播到換能器上時(shí)，換能器就會(huì)振動(dòng)，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。這些聲波可能來(lái)自任何來(lái)源，比如駛過(guò)的船只或海洋生物。相機(jī)將收集到的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，直到足夠?yàn)榕臄z照片和傳輸數(shù)據(jù)的電子設(shè)備提供能量。為了保持盡可能低的功耗，研究人員使用了現(xiàn)成的超低功耗成像傳感器。但這些傳感器只能捕捉灰度圖像。由于大多數(shù)水下環(huán)境缺乏光源，他們也需要開(kāi)發(fā)一種低功率的閃光燈。

超聲波MGPS是利用超聲波振動(dòng)性質(zhì)和空化效應(yīng)產(chǎn)生大量小氣泡，當(dāng)小氣泡破裂時(shí)，會(huì)在周邊形成瞬間高壓和高溫，可以使海洋生物形成的附著物迅速剝落并擊碎生物的表皮細(xì)胞，能夠有效抑制海洋生物的附著和生長(zhǎng)，保護(hù)船體、海水管線及相關(guān)設(shè)備，具有環(huán)保、節(jié)能、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

2、場(chǎng)景描述：艦船動(dòng)力系統(tǒng)的軸系組件（如傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、減速器）因公差累積導(dǎo)致軸心線偏移，引發(fā)振動(dòng)加劇、效率降低等情況，甚至影響航行安全。解決思路：3DCC自動(dòng)提取軸系結(jié)構(gòu)的尺寸鏈和裝配約束，精準(zhǔn)分析軸心線、安裝間隙的關(guān)鍵因素。建立誤差傳遞模型，計(jì)算誤差貢獻(xiàn)率，識(shí)別影響對(duì)中的關(guān)鍵因素。優(yōu)化聯(lián)軸器和軸承的公差，減少振動(dòng)，提高系統(tǒng)效率和可靠性。

現(xiàn)階段，數(shù)值水池當(dāng)務(wù)之急的任務(wù)是利用已有的成熟且不失先進(jìn)性的技術(shù)（包括CFD技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等），為船舶工業(yè)界提供急需的單項(xiàng)水動(dòng)力學(xué)性能預(yù)報(bào)、評(píng)估等應(yīng)用服務(wù)，包括：船舶快速性虛擬試驗(yàn)、船舶耐波性虛擬試驗(yàn)、船舶操縱性虛擬試驗(yàn)、螺旋槳空泡與激振力虛擬試驗(yàn)、海洋平臺(tái)運(yùn)動(dòng)與載荷虛擬試驗(yàn)、渦激振動(dòng)與渦激運(yùn)動(dòng)虛擬試驗(yàn)等。

譜分析替代時(shí)間－歷程分析，主要用于確定結(jié)構(gòu)對(duì)隨機(jī)載荷或隨時(shí)間變化載荷（如地震、風(fēng)載、海洋波浪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推力、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等）的動(dòng)力響應(yīng)情況。

P-FSI案例海洋工程上采用的圓柱形斷面結(jié)構(gòu)物，在洋流沖刷下產(chǎn)生周期性脫落的旋渦，由此產(chǎn)生脈動(dòng)壓力，引發(fā)結(jié)構(gòu)的周期性振動(dòng)，這種規(guī)律性的管體振動(dòng)反過(guò)來(lái)又會(huì)改變旋渦的頻率。如果卡門(mén)渦頻率和結(jié)構(gòu)模態(tài)吻合，振幅會(huì)達(dá)到最大。這種現(xiàn)象也稱為“渦激振動(dòng)”（Vortex-Induced Vibration ：VIV）。

藍(lán)鰭金槍魚(yú)(thunnus orientalis)一種被稱為“海洋珍寶”的美麗大型魚(yú)類——在海洋中自由暢游。難以近距離觀測(cè)使他們的生物學(xué)特性極少被探索。近畿大學(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)院的高木聰教授一直在應(yīng)用流體分析來(lái)揭示藍(lán)鰭金槍魚(yú)的神秘性質(zhì)。

此外，針對(duì)油氣行業(yè)設(shè)備穩(wěn)定性與作業(yè)安全性需求，團(tuán)隊(duì)還介紹了振動(dòng)噪聲測(cè)試技術(shù)能力 —— 通過(guò)專業(yè)設(shè)備與解析方案捕捉鉆井設(shè)備、勘探儀器的振動(dòng)頻率與噪聲源，結(jié)合仿真模型分析其對(duì)設(shè)備壽命、勘探數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，為優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)、制定降噪減振方案提供依據(jù)，該方向也引發(fā)廣泛關(guān)注與咨詢。

固定型OWC主要考慮氣室內(nèi)部水柱在波浪作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng), 水柱主動(dòng)振蕩運(yùn)動(dòng), 可以作為單自由度振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究。振蕩型OWC裝置整體漂浮在海上, 在工作時(shí)會(huì)隨著波浪搖蕩運(yùn)動(dòng), 其氣室體積變化受浮體和水柱雙重運(yùn)動(dòng)影響輸出氣動(dòng)功率, 從而驅(qū)動(dòng)空氣透平旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電[4]。

它還用于提供結(jié)構(gòu)支撐，減少阻力和振動(dòng)，并確保船舶的浮力和穩(wěn)定性。 然而，船體周圍的流體流動(dòng)行為會(huì)顯著影響船體功能的實(shí)現(xiàn)方式。船舶工程師需要研究不同的船體形式選項(xiàng)或船體形式優(yōu)化程序，以滿足不同海洋條件下所需的性能規(guī)格。在本文中，我們將了解用于船體形狀優(yōu)化的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (CFD) 方法如何能夠提高船舶的水動(dòng)力性能。

模型背景該模型為3維模型，為海洋巖土工程中Spudcan的材料性質(zhì)檢測(cè)。Spudcan在海洋巖土工程中的應(yīng)用廣泛，例如海上鉆井平臺(tái)，海上風(fēng)機(jī)等。Spudcan材料為鋼材，彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。其尺寸為海洋巖土工程中的常用尺寸3.

防污涂層的使用可以減少藻類和海洋生物附著在螺旋槳上的情況，從而減小航行阻力，提高船舶的燃油效率和環(huán)保性能。為了適應(yīng)更加復(fù)雜的海洋環(huán)境和巨大的船舶尺寸，螺旋槳的強(qiáng)度和可靠性也得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為全球可再生能源領(lǐng)域的重要組成部分。相比傳統(tǒng)能源，風(fēng)能具有清潔、可再生和可持續(xù)的特點(diǎn)。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，巨型螺旋槳被用作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心組件，用來(lái)轉(zhuǎn)化風(fēng)能為電力。