A stochastic method for the prediction of icebreaker bow extreme stresses     

《Applied Ocean Research》2019

It is well established that the ship-ice interaction process is quite complex and associated ice loads on the icebreaker hull is a stochastic process. Obviously, novel accurate statistical methods and models should be developed and applied to estimate extreme bow stresses.This paper studies icebreaker bow stresses based on measured distribution of ice thickness in the Arctic Ocean on the way to and from the North Pole. Since the vessel route was carefully selected searching for easier ice conditions, the Arctic Ocean crossing was not a straight linear but a meandering path. Thus, the specific ship route data was biased with respect to general ice statistics in the region, but true with respect to the route specific ice data encountered by a ship navigating in that region. Therefore the route specific ice thickness data is directly needed for ship design and navigation analysis. It is assumed that captains are competent and knowledgeable, and therefore will select a route that provides the most favourable ice conditions.This paper contributes to study of the newest Chinese self-designed polar icebreaker, serving the purpose of enhancing icebreaker operational reliability. Finite Element Method software package ANSYS/LS-DYNA has been employed to simulate bow stress pattern for a particular icebreaker operating in the Arctic Ocean. Extreme bow stresses were estimated using Naess-Gaidai method. The latter is a first application of Naess-Gaidai method to a distribution with lower bound. Thus this paper aims at introducing an efficient method of estimating route-specific icebreaker extreme bow stresses.  相似文献   

中国泥炭矿成矿规律与开发利用   总被引：1，自引：0，他引：1  

饶娇萍  贾沁贤  王登红  刘丽君  代鸿章  郭唯明 《地质学报》2020,94(1):192-203

泥炭是具有重要意义的新兴产业矿产，是传统矿产向新兴产业矿产“华丽转身”的典型。全球泥炭资源的总量约为5000亿吨，我国的泥炭资源总量仅为124. 96亿吨，资源量较为丰富，质量中等，但需要量在上升。我国泥炭的分布具有普遍性和不均匀性，成矿时代为第四纪(全新世)，更早的泥炭多已经历成煤的早期阶段而转变为褐煤。我国的泥炭矿床类型主要以富营养草本泥炭为主，木本为辅，藓类泥炭次之。本文在对1988年全国泥炭报告中罗列的5719处泥炭矿产地进行梳理的基础上，总结其成矿规律，根据资源规模厘定出5个大型矿集区，7个中小型矿集区，3个大型预测区，为泥炭勘查工作提供依据。离最近一次全国泥炭资源调查已30年，多处泥炭地由于全球气候变化、城市化发展等原因而消失，非常有必要重新评估。需要强调的是，泥炭的用途已经不再是“燃料”矿产，不再主要用于取暖，而在节能环保、生物等战略性新兴产业中发挥特殊作用，故应该从生态文明建设、碳汇、环境保护、生物技术等角度创新定位其功能和用途。鉴于泥炭的新用途及其利用趋势，《中国矿产地质志》编委会建议将其定位为非金属矿产而非“能源”矿产，据此提出开发利用建议。  相似文献   

中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素的背景值     

刘汉粮  聂兰仕  SHOJIN Davaa  王学求  迟清华 《地学前缘》2020,27(3):202-221

中蒙边界地区成矿地质条件优越,是世界上重要的金属成矿省和全球3大斑岩型铜(金、钼)成矿带之一,资源潜力巨大。中蒙合作1∶100万地球化学填图采集了海量的地球化学数据,为研究该地区元素分散富集、成矿趋势、资源评价和环境变化提供基础数据,为“一带一路”资源布局提供决策依据。以X±3S为临界值一次性剔除离群值后的数据集的中位值作为背景值的估计值,计算了中蒙边界地区12个Ⅱ级构造单元和5个Ⅱ级成矿省的汇水域沉积物69种元素背景值,探讨了中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素背景值的区域分布规律和特征。研究表明不同的地质背景导致元素的地球化学分布模式不同,不同构造单元具有显著差异的元素地球化学特征,元素的海量聚集为大型矿床的形成提供了充足的元素供给,形成特定的地球化学省。这些背景值为进一步深入开发利用中蒙边界地球化学填图数据提供了可供对比的基础数据。  相似文献   

车辆碾压作用下戈壁地表起尘浓度   总被引：1，自引：1，他引：0  

孟小楠  严平  王振亭  董苗  王勇 《中国沙漠》2019,39(1):80-87

通过野外观测车辆碾压作用下戈壁地表PM₁₀释放浓度，探讨其主要影响因素。针对戈壁区砾石、砂砾、砂质和砂土4种路面类型，应用TSI粉尘仪多次重复观测车辆碾压产生的PM₁₀浓度，进而阐明碾压次数、车速和地表水分等因素对起尘浓度的影响。结果表明：4种路面的平均起尘浓度依次为5.339、9.089、16.944、50.251 mg·m^-3，是自然状态下的5~50倍；起尘浓度随碾压次数增多而增大，其中砂土路情况下的增长最显著；随土层厚度的增大呈现出幂函数的增长趋势；降雨后路面起尘浓度显著减小，且降雨量会影响降雨后起尘浓度的变化趋势。最后提出了针对性的建议和措施以减弱车辆碾压导致的戈壁地表起尘。  相似文献   

KK型管节点应力集中系数几何敏感性分析     

林海花  孙承猛  石强 《海洋工程》2020,38(6):142-150

KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点，其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关，为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性，利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模，利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析，并分别计算各相应工况下的名义应力，然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析，得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明，应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关，在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下，分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。  相似文献   

长白山天池火山天文峰期黄色浮岩成因研究     

潘波  程滔  徐丹  刘松军 《岩石学报》2020,36(7):2067-2080

长白山天池火口北侧天文峰之上,一套醒目的黄色浮岩引起广泛的关注,其颜色成因问题更是讨论的热点。本文通过野外地质调查、显微形貌和地球化学分析等方法,探索了黄色浮岩的颜色成因问题,并对此次喷发活动(天文峰期喷发)有了更进一步的认识。黄色浮岩与其下部灰白色浮岩应为同一期喷发所形成,两者成分一致且特征相似。黄色浮岩初始颜色为灰白色,后期受所处环境(降水丰富)与本身气孔特征的影响,浮岩内发生了元素析出和元素沉淀的过程。首先,浮岩内Si与H2O结合形成弱硅酸(H2Si O3),而大气中CO2与H2O结合形成弱碳酸(H2CO3),在弱酸环境下火山玻璃逐渐析出Si、K、Al、Ca和Fe等阳离子,而析出的元素易溶于水的部分被流水带走,难溶于水的Fe与Al富集并粘附在火山玻璃壁上,同时由于Fe可与H2O络合形成黄色的Fe的水合物(Fe2O3·n H2O),而Al与H2O络合形成凝胶状白色水合物(Al2O3·n H2O),两者混合形成了黄色胶状物粘附在火山玻璃壁上,改变了浮岩原本的灰白色,形成了黄色浮岩。因此,天文峰期浮岩的黄色是由于后期风化淋滤作用所造成,属于次生色。本研究提高了对火山喷发堆积物风化淋滤作用过程的认识,也为其他地区相似颜色变化问题的讨论提供了借鉴。  相似文献   

Body motion in liquid under ice plate with snow cover     

《Applied Ocean Research》2019

The motion of a submarine in liquid under an ice plate covered with flooded snow is considered. The ice is modelled as an elastic plate and the snow cover is modelled as a viscous layer on the top of the plate. The submarine is modelled as a slender solid of revolution with scale 1:300. The experimental and theoretical study of the influence of the viscous snow layer on deflections of the floating ice plate is conducted. The viscous layer reduces the amplitudes of flexural-gravity waves. The greatest influence of the viscous layer on the plate deflections is achieved for velocities of the submarine, where the waves of maximum amplitude are generated. Theoretical results are in good qualitative and quantitative agreement with the model experiments.  相似文献   

基于SMAP卫星雷达资料的海冰密集度反演技术研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

闻斌  周旋  种劲松  石立坚  叶小敏 《海洋学报》2018,40(6):29-39

SMAP是美国于2015年初发射的一颗卫星，搭载了L波段的雷达。它采用圆锥扫描方式，具有固定的入射角、较大的幅宽和千米级的分辨率，在海冰监测方面具有独特的优势。本文利用SMAP卫星雷达资料分别与德国Bremen大学海冰密集度产品和美国国家冰雪数据中心（NSIDC）海冰密集度产品建立3.125 km和25 km匹配数据集，分析了L波段雷达后向散射系数、极化比和归一化极化差与海冰密集度之间相关性，建立基于人工神经网络的海冰密集度反演算法。为了验证SMAP卫星雷达资料反演海冰密集度的精度，本文选择德国Bremen大学和美国冰雪数据中心发布的海冰密集度产品分别与SMAP海冰密集度产品进行对比分析，SMAP海冰密集度与Bremen海冰密集度的偏差为0.07、均方根误差为0.14；与NSIDC海冰密集度的偏差为0.04、均方根误差为0.18，这表明SMAP海冰密集度产品与现有业务化海冰密集度产品具有很好的一致性。  相似文献   

不同形态海湾的水底平衡剖面研究     

苏文亮  邹志利  张庆民 《海洋学报》2020,42(5):128-138

研究海湾平衡剖面对理解海湾地貌演变具有重要意义。本文给出了收缩型、扩张型和矩形3种典型海湾平面形态对平衡剖面的影响。建立了海湾长度远小于潮汐波长的短尺度海湾的平衡剖面和对应的时均悬沙浓度的解析解。采用水深平均的水动力方程、泥沙输移方程和地形演变方程的耦合模型对以上3种类型海湾的平衡剖面进行了数值模拟，得到了这3种类型海湾的水面、流速、时均悬沙浓度和平衡剖面的计算结果，并利用水面数值结果确定了海湾水面解析解所含的一个待定常数。研究结果给出了3种不同海湾平面形态所对应的平衡剖面形态:矩形海湾对应斜坡型；收缩型海湾对应下凹型；扩张型海湾对应上凸型。所得海湾平衡剖面和时均悬沙浓度的解析解与数值解一致。  相似文献   

2010-2018年北极夏季中国北极科学考察航行期间被动微波遥感海冰密集度与船基目视观测资料的比较   总被引：2，自引：0，他引：2  

修苑人  李志军  雷瑞波  王庆凯  卢鹏  Lepp&#;ranta Matti 《海洋学报(英文版)》2020,39(9):38-49

为了更有效地将卫星数据应用于北极航行导航，被动微波（PM）产品的海冰密集度（SIC）与从中国北极科学考察中收集到的船基目视观测（OBS）资料进行了比较。在2010、2012、2014、2016和2018年的北极夏季总共收集了3667组目测数据。PM SIC取自基于SSMIS传感器的NASA-Team（NT）、Bootstrap（BT）以及Climate Data Record（CDR）算法和基于AMSR-E/AMSR-2传感器的BT、enhanced NT（NT2）以及ARTIST Sea Ice（ASI）算法。使用PM SIC的日算术平均值和OBS SIC的日加权平均值进行比较。比较了PM SIC和OBS SIC之间的相关系数，偏差和均方根偏差，包括总体趋势以及在轻度/普通/严重冰况下的情况。使用OBS数据，浮冰尺寸和冰厚对不同PM产品SIC反演的影响可以通过计算浮冰尺寸编码和冰厚的日加权平均值来评估。我们的结果显示相关系数的范围为0.89（AMSR-E/AMSR-2 NT2）到0.95（SSMIS NT），偏差的范围为-3.96%（SSMIS NT）到12.05%（AMSR-E/AMSR-2），均方根偏差的范围为10.81%（SSMIS NT）到20.15%（AMSR-E/AMSR-2 NT2）。浮冰尺寸对PM产品的SIC反演有显著的影响，大多数PM产品倾向于在小浮冰尺寸情况下低估SIC，而在大浮冰尺寸情况下高估SIC。超过30 cm的冰厚对于PM产品的SIC反演没有明显影响。总体来看，在北极夏季，SSMIS NT SIC与OBS SIC之间有着最好的一致性，而AMSR-E/AMSR-2 NT2 SIC与OBS SIC的一致性最差。  相似文献