作用于平台桩腿的海冰屈曲破坏冰压力随机过程模型及其参数确定

冰对结构的作用过程是典型的随机过程。本文在冰压力过程为平稳过程的假设下，从渤海海冰对平台桩腿作用的大量实测冰压力数据中，选取了２１条冰屈曲破坏时的冰压力时程曲线，对它们进行谱分析后，得到了单点冰屈曲破坏的压力随机过程的谱密度，并确定了谱参数及其跟环境要素的关系，依据文献［１］中冰压力沿圆柱面的空间分布，建立了绕桩腿的冰压力随机场模型，并得到了作用于桩腿的总冰力随机过程及其谱密度。本文的研究成果为平台结构冰激随机振动和疲劳累积损伤分析提供了荷载基础     

渤海导管架平台桩柱冰压力随机过程模型及其参数确定

首先分析了冰压力随机过程的特征及其产生机理,从而按冰的破坏形式将冰压力随机过程分为挤压破坏过程、屈曲破坏过程和弯曲破坏过程.从渤海海冰对平合桩柱作用大量实测冰压力曲线中选取37条典型的冰挤压破坏时程曲线,经谱分析确定了相应冰压力随机过程的谱密度及其谱参数;进一步经统计分析,建立了谱参数与冰厚的关系;在此基础上,建立了绕圆桩柱的冰压力随机场模型,并利用大量实测数据,经统计回归分析,确定了场函数的具体表达形式,由此用冰压力随机场可以容易地确定圆桩柱的总冰压力随机过程及其谱密度.     

冰与结构的耦合振动模型

针对冰与结构的相互作用问题进行了分析研究。在Ｓｏｄｈｉ模型的基础上提出一种新的冰与结构的耦合振动模型。通过引入冰板破坏长度的特征参数,将冰与结构的耦合作用分为加载、穿透和分离三种典型状态,给出了各种状态下的运动方程和求解方法及不同状态间的转化关系,从而获得结构冰致振动的稳态周期响应,并运用这一模型对结构与冰的各种参数的影响作了系统研究。结果表明,本模型适用于相当宽的冰和结构的参数范围及冰板弯曲的屈     

海上多腿结构前冰的非同时破坏系数及其概率分布

到目前为止，工程设计中都不考虑冰的非同时破坏，造成了冰力设计值的偏高和工程浪费。通过冰力模型试验。研究了双桩、单排多桩、正方形布置的四腿结构前冰的非同时破坏现象，给出了冰非同时破坏系数及其概率分布特征，可作为工程设计的参考标准。     

火星上的水来自何处

毫无疑问 ,火星上现在的温度非常低 ,气候无比干燥 ,大气很稀薄。而这种状态在星球表面起码保留了不少于数十亿年 ,但是否总是这样 ?地质学家在火星表层的结构中 ,看到了曾经存在过巨大的河流和湖泊的痕迹 ,并找到了河岸和整个大地被侵蚀的证据 ,但是气候学家没有发现水活动机制所需的温度。以TLSegura和KZahnle为首的科罗拉多州立大学和埃孟斯研究中心的工作人员提出了自己的观点。他们认为 ,巨大陨石的降落导致大量地下冰的融化并引起了短时的洪水 ,并留下了今日所看到的痕迹。作者提出了存在着由于天体降落而产生的 2 5个巨大陨石坑的…     

一种冰-海洋模式的热力耦合方案

冰与海洋的热力耦合对冰与海洋环流的模拟有极其重要的影响,是冰-海洋相互作用的一个重要方面.对其精确确定需要详细考虑冰-海洋界面附近的湍流过程,这在长时期的模拟特别是气候模拟中,常受到技术条件的限制.过去的研究常常假设冰下海洋混合层的温度为冰点,特别是在单纯冰模式的模拟中,但考虑海冰漂移和冰点变化的效应时,这一假设是不精确的.因此,弱化冰下海洋混合层温度为冰点的约束,不考虑详细的冰-海洋界面和海洋混合层的湍流过程,根据冰-海洋耦合系统的能量收支关系,设计了一个简化的冰-海洋热力耦合方案.对该方案引起的海洋混合层适应、热力结构和海冰发展的影响进行了分析,并将其用于全球冰海洋耦合模式的数值试验,结果表明,在大气热力强迫下该耦合方案既可使冰区混合层海水温度向冰点适应,又使冰边缘带海水温度与冰点保持明显差异,能够较好地反映冰-海洋热力相互作用.利用该耦合方案构造的全球冰-海洋耦合模式模拟的海冰范围及季节变化与实际观测非常接近.     

北极冰的命运

北冰洋的浮冰在这个广阔地域的反射性能、温度指数、水环流、海水的化学成分及其生物特征中的作用很难过高估计。夏季很大一部分冰不融化 ,因为在其平均厚度为 3～ 4m的情况下 ,来自表层水的热流是不够的 ,而在已有条件下 ,其下伏水层的温度太低。但是全球性的变暖也影响到这个     

雷达测冰图像数值化处理的研究

根据结冰海区石油开采、港口建设、船舶航运、海冰监测预报等不断发展的需要,雷达测冰技术得到了发展和应用.当雷达天线旋转一周时,雷达海冰图像记录仪将根据需要以0.1、0.2、0.5、1.0μs的采样速率分别进行工作[1].通过计算机终端可分别显示出1.5、3.0、6.0、12.0、24.0 n mile等雷达测冰16等级假彩色幅度分层分布图及地物图,并对海冰冰型分类、冰厚度(散射强度)、冰量计算、冰覆盖范围等作出定量处理[2],在30 min内给出雷达测冰数值图.从1987～1988和1988～1989年两个冬季的现场观测试验,获得了满意的结果.     

船舶在平整冰区行进过程的离散元分析

船舶在冰区航行中,冰荷载是船舶结构设计和安全航行的重要影响因素。采用具有黏结破碎特征的离散单元法对船舶在平整冰区的航行过程进行了数值分析。在船舶破冰过程的离散元模拟中,平整冰由球形颗粒黏结而成,同时考虑了海水浮力和拖曳力对海冰单元的作用,颗粒间的黏结作用可在海冰与船体的相互作用过程中发生破碎;船体由三角形单元构造,分析了在海水浮力、推进器推力及海冰共同作用下船体的六自由度运动特性。通过船体与海冰相互作用的离散元分析,确定了船舶在破冰过程中海冰作用在船体上的冰荷载,探讨了船舶推进器推力和海冰厚度对冰荷载的影响,并与Lindqvist船体冰阻力经验公式进行了对比。     

俄罗斯的北极研究

俄罗斯共和国拥有2500万平方公里的北极地区,包括北极圈以北的辽阔领土、北冰洋的一些海域和诸多的群岛。俄罗斯的北极研究可追溯到18世纪,但是,今天比过去任何时候都为重要,包括自然科学和生物科学、经济学、政治学、国防和外交事务等一系列广泛的活动,包括俄罗斯科学院许多研究所的参与。其直接     

黄海南部陆区冰后期沉积环境的演变

研究区内全新统与上更新统间普遍发现沉积间断。晚更新世古地形呈东个完南向西北逐渐抬高的掀斜状。本文以李堡孔为例,讨论了全新统垂向层序,自下而上由滨海,河口海湾,近岸浅海和潮坪相组成,为一个完整的海浸海退层序。全新世海侵层受古地形及三角洲进积、主河道南偏影响,表现明显的水平相变。通过对区内十几个钻孔剖面的对比分析,揭示了垂向演替及水平相变的规律及其两者间的关系,恢复了全世以来沉积环境的演化过程。     

冰对锥体结构作用力的预测模型分析

通过对作用在锥体结构上的各种静冰力预测模型的介绍,根据大量实验室模拟测试数据,运用直方图对比、无量纲效应分析及统计分析等手段,对有关静冰力计算公式进行了全面分析与确认.所采用的分析方法为我国渤海辽东湾JZ20-2平台原型冰荷载测试数据与预测模型的比较,为利用原型观测数据建立适合于我国渤海环境条件下冰对锥体结构作用力预测模型,提供了有效的技术手段,同时也为有冰海域结构物的可靠性分析提供了各统计量有价值的参考数据.     

Ice-Induced Fatigue Analysis by Spectral Approach for Offshore Jacket Platforms with Ice-Breaking Cones

The spectral methods and ice-induced fatigue analysis are discussed based on Miner's linear cumulative fatigue hypothesis and S-N curve data.According to the long-term data of full-scale tests on the platforms in the Bohai Sea,the ice force spectrum of conical structures and the fatigue environmental model are established.Moreover,the finite element model of JZ20-2MSW platform,an example of ice-induced fatigue analysis,is built with ANSYS software.The mode analysis and dynamic analysis in frequency domain under all kinds of ice fatigue work conditions are carried on,and the fatigue life of the structure is estimated in detail.The methods in this paper can be helpful in ice-induced fatigue analysis of ice-resistant platforms.     

极地吊舱推进船舶回转性能的离散元分析

吊舱推进装置在极地船舶中被广泛应用,其转舵模块可以带动螺旋桨摆动从而产生任意方向的推进力,使船舶操纵更为灵活。提出了一种吊舱推进船舶冰区操纵的离散元方法,对具有吊舱推进装置的冰区船舶破冰过程进行了数值模拟。以“雪龙2”号破冰船为研究对象,计算分析了船舶定速直航时的冰阻力,并通过与Lindqvist经验公式的对比验证了冰阻力计算的合理性。在此基础上进一步对船舶在不同冰厚、不同吊舱转向角下的回转破冰运动进行了离散元模拟,分析了回转半径与船长比值随冰厚的变化规律。计算结果表明：船舶的回转性能随冰厚的增大而降低,并随吊舱转向角的增大而显著提高。     

南极阿蒙森海冰间湖的时空变化及其影响因素

本文利用由卫星微波辐射计数据反演获得的薄冰厚度和产冰速率数据,分析了南极阿蒙森海冰间湖(Amundsen Sea Polynya, ASP)在2003—2010年和2013—2020年期间的时空变化特征,结合大气再分析数据中的表面风速和气温数据,进一步探究了影响阿蒙森海冰间湖变化的因素。研究表明,阿蒙森海冰间湖位于斯维茨固定冰舌(Thwaites Fast-ice Tongue, TFT)以西的沿岸海域,大体呈现反L形,即在风的作用下,阿蒙森海冰间湖从TFT西侧向西发展,从多特森冰架(Dotson Ice Shelf, DIS)沿岸向北发展。此外,阿蒙森海冰间湖在南极冬半年的4—10月期间基本维持开放状态,但是其面积与产冰速率在相邻的两天常常发生大幅度变化,并且与其上空的风速之间具有良好的相关性。研究发现,东风分量通过调节冰间湖内部海冰的输运,主导了阿蒙森海冰间湖的面积变化;南风分量携带来自DIS沿岸陆地的冷空气加剧阿蒙森海冰间湖表面的热损失,是冰间湖产冰速率增加的决定因素。     

南极威德尔海陆缘固冰区叶绿素a及硅藻的分布

本文描述了1985年1月-2月联邦德国“极星”号极地考察船沿威德尔海陆缘固冰区调查期间所获得的冰柱状样内叶绿素a以及硅藻的分布,对三个不同区域柱状样的分析结果表明,底部10-30cm的海冰多呈褐色,其内由大量藻类,特别是由硅藻细胞的富集而形成,丰度变化大.在融化的底部冰样中,细胞数高达10⁸个/l,叶绿素a浓度高达2220mg/m³,中部常见到大量小型的失去色素乃至死亡的硅藻细胞.初步鉴定出26种硅藻,其多数隶属于茧形藻属(Amphiprora),斜纹,藻属(Pleurosigma),菱形藻属(Nitzschia),盒形藻属(Biddulphia),角刺藻属(Corethron),海毛藻属(Thalassiothrix),海链藻属(Thalassiosira),以及脆杆藻属(Fragilaria)等,本文还记录了两种不同的底部生态群落:寡种和多种集群的生态类型,并对硅藻的富集和分布成因作了一些讨论.     

不同厚度冰层下的冰下火山喷发产物：两个来自南极的实例

不同厚度冰层下的冰下火山喷发产物：两个来自南极的实例Ｊ．Ｌ．Ｓｍｅｌｌｉｅ等本文着重介绍南极半岛两个保存最好的冰下层序（亚历山大岛的芒特皮纳佛和格雷厄姆地北部的布朗布拉夫）．通过对岩相和岩相组合的分析确定喷发时和喷发后作用过程，以及原始冰层的最小厚度...     

我的南极故事(十六)

从中山站到冰穹“A”的这条路上,有三个地方,冰裂隙比较密集:第一段是前60公里,包括出发基地。在那里,有好几次,我们雪地车的履带陷进冰裂缝。还有一次最险的,一名中山站的队员整个掉了进去,幸好掉的不是很深,下去几米被一个小平台托住了。经过几个小时的努力最终被救了上来,经历了一次死里逃生。     

渤海海冰聚类分析和中期预报试验

环渤海地区发达，是我国重要的经济和资源开发区，海上的人类活动如油气勘探开发、港口海岸工程及海上交通运输等在每年冬季海冰形成和发展期间都受到不同程度的影响，严重的冰情甚至造成海冰灾害。为了保障海冰覆盖的渤海海区内的船只、海上建筑物的安全，提前作好防冰的准备，海冰预报方法研究成为必要的一项工作。渤海海冰是典型的一年冰，它的增长和融化以全球气候为背景，主要由当地气象条件决定。对多年海冰资料进行分型可以得到海冰的冰型，把冰型内各冰样本对应的500hPa高度场进行分析得到该冰型对应的高度场型。获得了未来十天的高度场后，我们可以利用冰型和冰型所对应的高度场型之间一一对应的关系，进行渤海海冰未来十天的预报。预报的准确程度由获得的高度场和高度场型的相似程度决策。