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  • 基于调谐质量阻尼器(TMD)的圆柱体双向涡激振动抑制机理研究

    在波涛汹涌的海洋中,那些细长的圆柱结构——比如钻井立管、生产立管和系泊缆——正默默承受着来自水流的持续冲击。这些结构在流动作用下会产生一种名为涡激振动(VIV)的现象,就像风吹过电线时产生的"嗡鸣"效应。这种振动不仅会加速结构疲劳,更可能引发灾难性事故。为此,国际船级社如DNV和ABS已强制要求对结构进行VIV疲劳损伤计算。传统解决方案如螺旋列板、导流罩等被动控制装置虽有效,却存在增加阻力、易受海洋生物附着影响等缺点;而主动控制技术又面临需要外部供能的困境。在此背景下,调谐质量阻尼器(TMD)因其结构简单、成本低廉、无需外部能源等优势进入研究者视野。然而,关于TMD抑制圆柱体双向涡激振动的系统

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • "桩靴弹性刚度在硬-软黏土中的演变机制与预测模型:降低自升式平台穿刺风险的关键研究"

    在海洋油气勘探领域,自升式平台的稳定性直接关系到数百亿资产的安全。这类平台依靠桩靴(spudcan)作为基础,但其在特殊地质条件下——尤其是表层为硬黏土、下层为软黏土的"三明治"地层中,常遭遇类似"穿刺"(punch-through)的弹性刚度突变问题。这种突变会导致平台结构分析出现严重偏差:低估刚度会夸大船体-桩腿连接处的应力,高估则可能错误预测动态载荷路径。尽管ISO规范已警示需评估分层土壤的影响,但现有研究多聚焦均质土壤或穿刺阻力预测,对弹性刚度在分层黏土中的演变机制仍存在认知空白。中国研究人员团队在《Marine Structures》发表的研究,首次采用三维小应变有限元(SSFE)技

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 周期性正交加筋超材料板的低频弯曲振动带隙特性分析与多目标优化研究

    随着船舶与海洋结构向大型化、轻量化、高速化发展,结构振动与声辐射问题日益突出。传统被动控制技术难以满足低频减振需求,主动控制存在系统稳定性瓶颈,而半主动控制尚未实现工程化应用。声学超材料因具有亚波长带隙特性,为低频振动控制提供了新思路。然而现有研究多集中于简单梁板结构,对工程中广泛应用的加筋板结构缺乏理论建模方法,且优化设计严重依赖耗时的大型数值计算。针对上述问题,中国某高校研究团队在《Marine Structures》发表论文,建立了考虑Timoshenko梁(考虑剪切变形)与Kirchhoff板(薄板理论)耦合作用的周期性正交加筋超材料板理论模型。通过平面波展开法(PWE)和Bloch定

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 有限深度粘性流体中弹性板的波浪散射特性研究及其对VLFS设计的启示

    在海洋工程领域,超大型浮式结构物(VLFS)作为海上机场、能源平台等关键基础设施,其与波浪的相互作用直接关系到结构安全。传统研究多假设流体无粘性,但实际海水的粘性会导致能量耗散,尤其对低频波浪影响显著。这一理论空白使得VLFS在真实海洋环境中的动力学响应预测存在偏差。Vellore理工学院的研究团队在《Marine Structures》发表论文,首次系统研究了有限深度粘性流体中弹性板的波浪散射机制。研究采用弱粘性势流理论(weakly viscous potential theory),通过速度势φ和流函数ψ耦合建模。关键技术包括:(1)建立含粘性修正的色散关系;(2)针对半无限/有限弹性板

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 波斯湾西北部Hendijan古隆起上背斜构造演化:基底断裂继承性活动对油气富集的控制机制

    在波斯湾西北部蕴藏着全球最富集的油气资源区带,这里的Hendijan、Bahregansar和Abuzar背斜构造控制着约80亿桶石油储量的分布。这些北西-南东向展布的背斜为何能穿越漫长地质时期保持稳定?为何油气能长期富集在这些特定构造中?这些科学问题长期困扰着地质学家。传统观点认为扎格罗斯褶皱冲断带的区域挤压是主控因素,但越来越多的证据表明,深部古老基底断裂的复活可能才是关键所在。为解开这一谜题,研究人员对Hendijan古隆起上的三个典型背斜开展了精细研究。通过整合二维地震剖面、HD-07井数据及伊朗海上石油公司(IOOC)内部资料,团队创新性地采用时序构造恢复技术,首次完整揭示了这些背斜

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 上新世奥里诺科三角洲快速沉降背景下复合前积体的保存机制:基于河流、潮汐与风暴浪信号的定量解析

    在地球科学领域,三角洲沉积体系一直是解码古环境变迁的重要载体。过去二十年,现代三角洲中复合前积体(compound clinoform)的形态特征已被充分记录,这种由岸线前积体、水下平台和水下前积体组成的"三重结构"广泛见于恒河-布拉马普特拉、长江等大河三角洲。然而令人困惑的是,地质记录中这类结构的识别却异常稀少,导致对古代三角洲形成机制的理解存在显著偏差。更棘手的是,传统解释常将这种垂向叠置的相变归因于海平面变化,却忽视了单一海退周期内动力耦合可能产生的复杂沉积响应。中国石油大学(北京)的Yang Peng团队联合德克萨斯大学奥斯汀分校的Ronald J. Steel等学者,选择特立尼达岛上

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 冲刷环境下四桩导管架基础海上风机地震与环境荷载耦合动力响应研究

    随着全球海上风电产业向深水区扩张,四桩导管架(Tetrapod Piled Jacket, TPJ)基础因其高刚度、低成本优势成为5MW以上大容量海上风机(Offshore Wind Turbine, OWT)的主流支撑结构。然而在环太平洋地震带等高风险区域,TPJ基础面临波浪冲刷与地震耦合作用的严峻挑战——冲刷会改变桩周土体约束,而地震可能引发基础过大倾覆变形,现有设计规范却缺乏相关研究依据。更棘手的是,以往研究将环境荷载简化为静态集中力,未能反映实际风浪随机特性,导致TPJ系统在真实海况下的动力响应机制长期处于"黑箱"状态。针对这一科学难题,同济大学研究团队在《Marine Structu

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 多灾害耦合下海上风电单桩支撑结构的简化理论建模与动态响应机制研究

    随着全球能源转型加速,海上风电单桩支撑结构(OWTs)在可再生能源领域扮演着关键角色。然而这些"海上巨人"面临着严峻的环境挑战——在长达数十年的服役期内,它们不仅要承受永不停歇的波浪冲击和狂风撕扯,地震活跃区的结构还需额外抵御地壳剧烈晃动带来的威胁。更复杂的是,这些环境荷载并非孤立存在,而是会产生令人担忧的耦合效应:地震波可能改变海底土壤性质,进而影响波浪对桩基的冲击模式;强风导致的塔架晃动又会改变结构固有频率,使其对特定频率的地震波更为敏感。这种"多重打击"效应使得传统单因素分析方法显得力不从心,而过度简化的弹簧阻尼模型又难以捕捉真实的物理耦合机制。针对这一工程痛点,由青海省科技计划等项目资

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 模态矩阵降阶法在浮式结构全耦合集成载荷分析中的应用:提升海上风电平台水弹性计算效率

    随着海上风电向深远海发展,浮式风力涡轮机(FOWT)面临复杂的风浪耦合载荷挑战。传统集成载荷分析(ILA)通常采用简化梁模型处理结构弹性,但无法捕捉局部应力分布;而完全有限元(FEM)方法虽能精确模拟,却因计算量巨大难以实用。这种矛盾在大型轻量化平台设计中尤为突出,亟需开发兼顾精度与效率的新型计算方法。为此,西班牙加泰罗尼亚理工大学(CIMNE)的研究团队在《Marine Structures》发表研究,提出基于模态矩阵降阶(MMR)的降阶模型。该模型通过保留高能量模态大幅减少自由度,结合自主研发的SeaFEM水动力求解器和开源工具OpenFAST,构建了全耦合分析框架。研究以OC4-Deep

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 耦合时域模型在双体船浮托安装多浮体系统中的开发与应用研究

    在海洋工程领域,双体船浮托安装技术因其横向稳定性强、安装容量大等优势,已成为Spar平台等大型海上结构物安装的首选方案。然而,这种涉及多浮体(安装驳船、上部结构与浮式基础)相互作用的系统,面临着流体动力学耦合、间隙共振、非线性系泊等多重挑战。传统商业软件如AQWA虽能模拟此类场景,但卷积积分计算效率低下,且对双体船浮托特有的多体碰撞动力学捕捉不足。为此,以陈传政(ChuanZheng Chen)为核心的研究团队在前期单驳船浮托模型基础上,开发了面向双体船浮托安装的耦合时域模型。该研究通过整合三项核心技术:基于状态空间模型(Constant Parameter Time Domain Model

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 动态电力电缆导体在不同滑移条件下的微动磨损与疲劳寿命演化机制研究

    随着全球能源转型加速,海上风电作为可再生能源的重要支柱迅猛发展。然而严酷的海洋环境中,连接风机与电网的动态电力电缆却面临致命威胁——波浪、洋流和平台运动引发的持续循环弯曲,导致电缆导体内部金属丝间发生微米级相对滑动。这种被称为微动磨损(fretting wear)的现象,会像"隐形杀手"般逐渐侵蚀导体表面,最终诱发疲劳断裂。据统计,海上风电场80%的运行故障源于电缆问题,每次维修需耗费数百万美元。更棘手的是,导体层间接触存在全滑移(gross slip)和部分滑移(partial slip)两种状态,现有研究对磨损机制与疲劳寿命的关联性认知仍存空白。浙江大学的Yifan Wang团队在《Mar

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 北红海Shaban深部构造演化与多期火山作用:裂谷-漂移转换期的盐构造与岩浆活动响应

    红海作为全球最年轻的伸展系统之一,其北部区域(NRS)的构造演化长期存在争议。尽管中央和南部红海已确认存在洋中脊扩张,但北部红海轴部深水区(deeps)的基底性质仍不明确。这些被厚层蒸发岩覆盖的轴向凹陷,被认为是大陆裂谷向海底扩张过渡的关键场所,其中Shaban深部(ShD)因其独特的火山活动和盐构造特征成为研究焦点。为揭示ShD的构造演化史,研究人员开展了多学科综合研究。通过分析19条2D地震反射剖面(采集自R/V Meteor科考船),结合高分辨率多波束测深、重磁数据及前人地球化学成果,系统解析了该区构造格架、盐构造活动与火山作用的时空耦合关系。关键技术包括:1)地震属性分析(相对声波阻抗

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 新生代流体排泄对澳大利亚西北部Vulcan次盆地海底形态的塑造:气烟囱与线性底辟构造对油气勘探的启示

    在澳大利亚西北陆架的Vulcan次盆地,一场持续数百万年的地质大戏正在上演——印度洋板块与班达弧的碰撞不仅塑造了这里崎岖的海底地形,更在看不见的地下世界催生出神秘的流体通道网络。这些被称为气烟囱(gas chimneys)和线性底辟(linear diapirs)的地质结构,如同隐藏的"地下高速公路",将深部烃类物质源源不断输送到浅层,既可能形成新的油气藏,也可能导致已有资源的散失。然而,传统勘探目光始终聚焦于新生代之前的古老地层,对这段活跃的地质历史及其资源潜力视而不见。更令人困惑的是,尽管全球类似盆地普遍存在海底麻坑(pockmarks)等流体排泄证据,Vulcan次盆地却异常"干净",这

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 西南印度洋天座热液区硫化物年代学与地球化学特征:揭示超慢速扩张洋脊的成矿过程与元素分异机制

    在浩瀚的印度洋深处,西南印度洋脊(SWIR)以其超慢速扩张速率(<2 cm/yr)和复杂的构造背景闻名。这里的地壳薄如蝉翼,地幔岩石裸露,岩浆供给稀少却孕育着独特的热液系统。天座热液区(THF)作为SWIR上唯一被发现的超镁铁质岩宿主硫化物矿床,其成矿过程长期笼罩在迷雾中——究竟是怎样的地质作用造就了这些海底"金属宝藏"?为何在如此缓慢的扩张环境下仍能形成高温硫化物?这些谜题不仅关乎地球深部过程认知,更对海底矿产资源勘探具有重要指导意义。为揭开这些科学谜团,国家极地研究中心的研究团队对THF的硫化物展开系统研究。通过230Th/U放射性定年和多元素地球化学分析,首次建立了该热液区的年代学框架,

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 三叠系延长组Ch73 亚段页岩黄铁矿形态与硫同位素特征:揭示氧化还原条件对有机质与烃类富集的控制机制

    【研究背景】在全球非常规油气资源勘探热潮中,中国陆相页岩油因其巨大潜力(预估达201亿吨)成为焦点。鄂尔多斯盆地三叠系延长组Ch73亚段作为典型湖相富有机质页岩,虽具备高TOC(总有机碳含量)、适中成熟度(Ro值0.7%–1.2%)等优越条件,但其有机质与烃类富集机制长期存在争议。核心矛盾在于:底部水体氧化还原条件如何影响有机质保存?黄铁矿作为关键矿物载体,其形态特征与硫同位素能否成为烃类富集的指示标志?这些问题直接制约着页岩油高效勘探开发。【研究团队与方法】兰州资源环境职业技术大学等单位的研究人员选取Ch73亚段17件页岩岩心样品,整合有机地球化学(TOC、氯仿沥青"A"、Rock-Eval

    来源:Marine and Petroleum Geology

    时间:2025-06-13

  • 深海受限FGP-GPLs多面体管道的热不稳定行为:温度场上升条件下的增强机制与稳定性优化

    在深海原油运输中,管道常需加热以降低原油粘度,但温度上升会导致管道热屈曲失效。传统圆形管道在热力耦合环境下稳定性不足,而功能梯度多孔材料(FGP)与石墨烯片(GPLs)的复合材料因其轻质高强的特性,成为提升管道性能的新方向。然而,如何通过材料-结构协同设计优化热稳定性仍是难题。为此,湖南大学智能结构与安全控制重点实验室团队在《Marine Structures》发表研究,首次将FGP-GPLs与多面体几何结合,系统分析了温度场上升条件下管道的热力学行为。研究采用Halpin-Tsai微观力学理论量化材料梯度分布,结合高斯随机场模拟孔隙与GPLs的空间排布;通过薄壳理论建立温度-位移平衡路径,引

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 海洋动态电缆螺旋电力芯构件在轴向拉伸-弯曲耦合载荷下的应力分析与摩擦行为研究

    随着全球碳中和目标的推进,海上风电装机容量年增长率达15%,动态电缆作为连接风机与海底电网的"生命线",其螺旋电力芯构件在波浪载荷下的力学性能直接决定系统可靠性。然而,传统单螺旋简化模型无法捕捉双螺旋导体层间的接触应力集中,而有限元方法又存在计算效率低的瓶颈。这一矛盾严重制约了深海电缆的优化设计。中国国家自然科学基金资助团队针对这一难题,创新性地引入微分几何中的Darboux向量(含曲率κ1、κ2和扭率τ),建立了包含单螺旋导体芯、双螺旋外层及绝缘层的全截面力学模型。通过ABAQUS构建三芯HVAC电缆三维模型,采用Hertz接触理论与Coulomb摩擦定律迭代求解接触应力,首次实现了对非线性

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 基于局域共振的CFRP浮筏框架低频减振特性优化研究

    随着舰船隐身性能需求的不断提升,动力设备产生的低频振动成为影响其隐蔽性的关键因素。浮筏框架作为隔离振动传递至船体的中介结构,其减振性能直接决定整体效果。然而,现有技术面临两难困境:增加框架质量虽能提升减振效果,却会导致系统位移过大;而采用空气弹簧或非线性动态吸振器等附加组件,又可能降低有效承载能力。更棘手的是,低频段(尤其是0–100 Hz)的阻尼效果始终未能取得突破。这一瓶颈促使研究人员将目光投向材料与结构创新——如何在不显著增加质量的前提下,实现低频宽带减振成为亟待解决的科学问题。湖北省重大专项与国家自然科学基金支持的研究团队独辟蹊径,提出将碳纤维增强塑料(CFRP)的高阻尼特性与局域共振

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13

  • 传统海洋渔业中渔妇研究的文献计量学解析:性别视角下的学术演进与政策启示

    在海洋生态系统持续恶化的背景下,传统渔业社区正面临前所未有的生存危机。令人惊讶的是,尽管女性承担着渔业价值链中45%-70%的工作量(包括加工、销售和融资),但她们的角色长期被政策制定者和学术界所忽视。这种认知偏差源于根深蒂固的"男性中心主义(androcentric approach)"视角——将"捕鱼"狭义定义为男性主导的船上捕捞活动,而女性从事的潮间带采集、渔获后处理等关键环节则被系统性排除在统计之外。为量化这种学术认知偏差,研究人员开展了一项开创性的文献计量研究。通过分析Web of Science(WoS)核心合集2005-2024年间收录的106篇相关文献,运用R Studio和V

    来源:Marine Policy

    时间:2025-06-13

  • 夹层椭圆耐压壳极限强度研究:实验、数值模拟与理论分析的协同探索

    在深海勘探和海洋资源开发领域,耐压壳体的稳定性直接决定装备的可靠性和寿命。传统圆柱形耐压壳因弯曲应力集中易发生屈曲失效,而具有正高斯曲率的椭圆壳体虽能通过膜作用分散压力,但单层结构仍面临强度不足的瓶颈。如何兼顾轻量化与超高稳定性,成为制约深海装备发展的关键难题。中国的研究团队创新性地提出了一种夹层椭圆耐压壳设计:通过壳体液力成形技术将两片不锈钢薄板与树脂核心复合,形成"三明治"结构。研究发现,这种结构不仅比同体积单层椭圆壳强度提升200%,其树脂核心更通过应力屏障效应显著延缓屈曲发生。相关成果发表于《Marine Structures》,为深海装备设计提供了理论工具和工艺范本。关键技术方法研究

    来源:Marine Structures

    时间:2025-06-13


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