海洋工程装备与技术

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1. 船舶压载水处理技术研究背景、进展与面临的挑战

张卫东, 杜彬, 曲慧芳, 李涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 1-10.

摘要（294）

PDF（pc）（3948KB）（449）

船舶压载水是外来生物入侵的主要途径之一，被认为是当前海洋环境所面临的四大威胁之一。为解决该问题而制定的压载水公约规定了压载水处理的标准，已于2019年9月6日正式生效。本文回顾了压载水处理技术研究的背景与社会需求，分析了不同压载水处理技术的特点，介绍了学术界关于压载水处理技术研究的最新成果，以及产业界在压载水处理系统研发方面的努力，讨论了压载水处理在标准、经济、技术、检测和法律等不同层面面临的挑战。

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2. 海上风机单桩基础沉桩施工作业要点概述

樊长辉

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 1-7.

摘要（261）

PDF（pc）（6154KB）（1249）

海上风机单桩基础沉桩作业需要多种船舶机械设备与工装吊梁索具等, 只有选择符合要求的船机设备与工机具, 才可保证施工目标的顺利完成。为了遴选符合的船机设备及工机具, 对比国内外单桩施工的不同, 以某项目单桩沉桩为背景, 具体分析主浮吊船的选择考虑要点与液压桩锤的可打性; 并通过对稳桩平台的校核分析及单桩沉桩其他施工作业要点的说明, 给出了国内海上风机单桩沉桩施工船机设备及工机具选择的考虑要点, 及相关校核分析方法。本文可为海上风电场单桩基础沉桩施工船机选择、稳桩平台设计校核、施工组织及方案编制提供参考。

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3. 海上风电制氢关键技术及突围路径

高畅, 李红涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 89-94.

摘要（259）

PDF（pc）（2904KB）（1177）

海洋可再生能源非常丰富，但能量难以储存。利用海上可再生能源发电制备绿氢，可为绿色能源的储存提供全新的思路。本文主要对海上风电制氢关键技术进行了分析，重点对海上水电解制氢技术、海上氢能储运技术、海上制储氢装备设计以及海上制储氢方案4个方面进行了详细论述，并对国内海上风电制氢关键技术进行了对比与总结，在此基础上提出了相关对策和建议，为我国海上风电制氢技术与装备的创新发展提供参考。

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4. 基于时域分析法的动态电缆疲劳分析

袁振钦, 邹科, 孙亚峰, 刘刚, 屈衍, 李居跃

海洋工程装备与技术 2022, 9 (2): 50-55.

摘要（255）

PDF（pc）（3713KB）（568）

浮式风电用动态缆的疲劳寿命校核是动态缆设计中的关键步骤,是浮式风电长期安全运行的保证。本文基于时域疲劳分析法对浮式风电用动态缆的疲劳性能进行校核,总结了动态缆疲劳分析各阶段的理论方法,根据规范要求对长期海况进行分块处理以减少分析工况,基于雨流计数法对应力时程进行统计计数。针对动态缆这种多单元结构采用水动力分析软件 Orcaflex中的应力系数法计算各单元的应力,并通过国内海缆厂应用较多的有限元软件 Uflex计算应力系数。本文的动态缆疲劳校核方法具有一定的工程应用价值。

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5. 海上浮式风电装备关键技术工程探索与实践

李红涛, 杨林林, 曲晓奇, 孙涛

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 79-88.

摘要（232）

PDF（pc）（12983KB）（141）

海上浮式风电装备已经逐步成为深远海新能源开发的热点。但浮式风电商业化开发仍面临一系列技术难点和挑战。本文系统梳理了海上浮式风电装备设计分析关键技术，从总体性能分析、结构整体强度、系泊系统设计、疲劳强度分析、稳性校核、动态电缆设计6个方面提出了解决思路和分析方法，结合国内浮式风电平台的实际工程案例，给出有益结论和建议，对我国浮式风电装备开发进行了很好的工程探索和实践，以期为我国漂浮式风电技术的发展壮大提供有益参考。

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6. 投弃式温盐深测量仪发展概述

杜立彬, 崔永超, 刘杰, 张晓波

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 33-40.

摘要（224）

PDF（pc）（1757KB）（794）

投弃式温盐深测量仪(Expendable Conductivity Temperature and Depth, XCTD)是一种先进的海洋动力环境要素测量仪器，能够在各种民用、军用船只，飞机或者潜航器上使用，用以快速获取水下环境信息数据。其使用灵活、快捷经济、操作简便，是海洋调查的常备仪器，也是对海洋环境监测浮标、潜标、船载CTD等传统测量仪器的重要补充。目前，投弃式温盐深测量仪因其测量投放简便、测量效率高、硬件成本低等特点, 在海洋剖面观测领域中被大量使用。为了了解国内外发展的差距，明确该领域未来发展方向，从投弃式海洋仪器设备的分类谈起，通过对比分析和归纳总结的方法，阐述了投弃式温盐深测量仪的国内外发展现状，对比了国内外投弃式温盐深测量仪的主要差距，重点介绍了潜射式温盐深仪（SSXCTD）的工作原理及关键技术，总结了在潜射式温盐深仪的研究领域需要加强研究的方向。

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7. 某大型集装箱船舵杆与舵柄连接方式研究

金彩, 吴金星, 刘金花

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 30-36.

摘要（214）

PDF（pc）（5690KB）（451）

船舶建造正趋于向大型化发展, 大型船舶的配套的舵柄体量也随之增大, 采购成本及其施工难度也会相应增加。目前, 船舶舵柄与舵杆多采用无键油压和有键干压两种连接方式。本文分析研究舵柄与舵杆的连接方式,获得满足要求、便于施工、零件轻量化的最优连接方式, 具有重要工程意义; 结合船级社规范要求, 以某大型集装箱船为例, 在舵柄与舵杆的无键油压、有键干压两种传统的安装方式基础上, 提出有键油压的第三种连接方式; 将三种连接方式对比, 并采用有限元方法进行强度校核, 得出压入力、压入量、材料屈服强度等方面的结论, 从而获得满足实船要求、便于船厂施工、舵柄轻量化的最优连接方式。

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8. 基于TCN模型的半潜式平台运动极短期预报

肖峰, 李欣, 杨建民, 郭孝先, 李琰

海洋工程装备与技术 2022, 9 (4): 1-9.

摘要（201）

PDF（pc）（8119KB）（125）

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9.

大型海上换流站运输及浮托安装数值分析和风险研究

熊根, 梁富胜, 李欣, 孙震洲, 许鑫, 田新亮,

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 1-12.

摘要（187）

PDF（pc）（8344KB）（514）

随着海上风电场呈大型化和远洋化的发展趋势，大型海上换流站的需求将会不断增加，其安装问题逐步受到关注。[L1] 本文以三峡如东海上换流站为例，通过OrcaFlex软件建立多体动力学模型对换流站的运输和浮托安装过程进行了数值计算，分析了部分阶段驳船和换流站的运动、加速度及系泊缆受力等情况，结果表明，在运输阶段，有义波高相同时随着谱峰周期Tp（6~9s）的增加，驳船-换流站系统运动幅值和加速度相应增加，但基本在限定值以内，在浮托安装阶段，相同波高下谱峰周期Tp = 8s较Tp = 6s和10s会造成更大的纵荡、横荡和艏摇运动幅值，应更加注意此类工况，另外，迎浪条件更有利于浮托作业的进行。此外，对换流站运输阶段进行了风险研究，并提出有效的风险控制措施，为实际大型海上换流站的安装作业提供一定参考。

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10. 基于动态刚度模型的聚酯缆力学性能研究

康庄, 隋海波, 黄俊, 艾尚茂

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 140-144.

摘要（179）

PDF（pc）（6034KB）（458）

采用聚酯缆作为系泊材料的张紧式系泊形式克服了锚链的自重大的缺点，为浮体提供了更好的系泊性能，在深水系泊领域备受关注。聚酯缆的非线性力学性能明显，其非线性本构关系使得该材料的张力响应预测难度增大，因此精确模拟该关系具有重要意义。本文基于绝对节点坐标法，在轴向大拉伸的情况下，结合8股编织结构的聚酯缆的动态刚度模型，开展聚酯缆张力响应精确计算与分析，并与近似算法进行对比。研究结果表明，采用精确算法得到的聚酯缆轴向张力高于近似算法，聚酯缆的非线性本构关系使其呈现“越拉越刚”的现象，近似计算可能会使得张力预测失真。因此，在计算使用聚酯缆材料的系泊系统的张力响应时，采用精确的动态刚度计算模型是十分有必要的。

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11. 大管径海底管道J型铺设分析

黄俊, 李少杰, 康庄

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 145-151.

摘要（178）

PDF（pc）（10242KB）（49）

J型铺设由于其良好的管线下放形态，是目前大管径深水海底管道最适用的铺设方式。针对大直径海底管道J型铺设下放过程，本文采用悬链线理论进行管道铺设静态分析，探究铺设角度和水深对管线受力的影响，以确定大直径海底管道在不同作业水深的最佳铺设角度。基于商业软件OrcaFlex开展管道铺设过程中时域动态分析，研究铺管船运动、海洋环境及管道破损状态下管道上张力和应力变化情况，可为实际工程提供参考。

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12. 海上浮式风力机动力响应分析与数值仿真关键技术研究

曲晓奇, 李红涛, 唐广银, 杜海越, 杨林林

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 72-78.

摘要（177）

PDF（pc）（8230KB）（917）

随着海上浮式风电技术的发展，我国大功率漂浮式海上风力机组开始走向工程示范应用。由于风机厂商对上部风机结构参数的保密，针对实际工程项目中的漂浮式风力机进行数值仿真分析具有诸多挑战和难度。本文以实际工程项目为例，研究漂浮式海上风力机在数值仿真过程中的关键技术。通过建立等效推力模型等手段，实现工程样机的数值建模并进行典型工况的动力响应分析。基于本文的研究成果可以有效解决实际工程项目中浮式风力机数值模型建立的难点，对促进我国风电产业技术发展，加速我国海上风电商业化进程具有重要意义。

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13. 海上油田无人平台技术现状与发展趋势

隋先富, 邱浩, 张甫, 周超, 王隽妍

海洋工程装备与技术 2023, 10 (4): 111-116.

摘要（177）

PDF（pc）（2530KB）（102）

随着海上油田开发规模的不断增加，生产操作成本也迅速增加。无人平台技术由于结构简单、动设备少、生产作业费低，因此在近年来得到了广泛关注。然而，无人平台模式在生产运行过程中也暴露了修井作业成本高、登临平台难度大、设备监测难等问题。笔者通过调研当前无人平台开发过程中的先进技术和优秀做法，对无人平台开发经验进行了系统总结和概括。本文旨在为无人平台技术的进一步推广应用提供参考。

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14.

深水脐带缆预调试概述

蒋兵兵, 曹聚杭, 张捷, 高磊, 龙小品, 唐豫, 罗洁, 李健, 陈娟, 张婕

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 13-23.

摘要（163）

PDF（pc）（11950KB）（66）

脐带缆是水下生产系统内上部控制系统与水下生产设施的重要连接纽带。本文系统性概述了常规脐带缆预调试技术及关键测试设备仪器，有助于推动国内相关配套设备的研发，提升国内深水预调试技术服务能力。基于南海某气田工程实践，提出一套简约集成灵活的脐带缆测试流程，为后续深水脐带缆预调试实践提供技术支持。对比分析了两种不同类型的深水脐带缆水下预调试装备：以干预、修井&控制系统为代表的甲板测试装备与以水下增压模块为代表的水下测试装备。分析基于水下增压模块测试系统的深水脐带缆预调试技术局限性，并提出未来技术研发方向，最后指出其广阔的应用前景。

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15. 俄乌冲突中无人艇海上作战模式的新突破

胡智焕, 谢威, 刘若楠, 张卫东

海洋工程装备与技术 2024, 11 (1): 18-22.

摘要（163）

PDF（pc）（698KB）（281）

近年来，随着科技的迅猛发展，无人艇技术在军事领域的应用逐渐成为国际军事竞争的焦点之一。在俄乌冲突中，无人艇海上作战模式展现出了新的突破，为未来海上作战提供了新的思路和可能性。本文通过对俄乌战争中无人艇海上作战的实际案例分析，探讨了其在战争中的应用价值、技术特点以及未来发展趋势，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和启示。

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16. 复杂管路串油方案设计探析

董磊, 梁腾飞

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 48-51.

摘要（162）

PDF（pc）（3136KB）（247）

串油也称投油清洗，是海洋油气平台建造中常见的施工操作。尤其是液压系统对于管道清洁度要求较高，且其管路分支较多，串油回路难以划分为单线回路，面临无法保证各分支串油质量的情况。针对复杂液压管路串油清洗分支多，串油时间长等问题，本文根据管线系统的各项参数进行建模，提出在串油施工实施前采用流体软件模拟的方式分析方案可行性，从串油温度、运动粘度、流量控制等方面进行调整模拟，进而优化串油方案，以保证串油质量，提高效率。

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17.

海上组合导航中北斗定位误差处理方法研究

王亚锋, 黄沛硕, 喻夏琼, 宋磊, 于文彬

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 76-82.

摘要（158）

PDF（pc）（1558KB）（261）

本文针对海上捷联惯导与北斗卫星导航系统松组合导航的场景，研究了北斗定位误差的处理方法，通过分析北斗定位误差的来源，指出北斗定位误差在局部区域、短时间内存在常值偏离，该常值偏离可以通过地面差分站发布的差分数据进行补偿。现阶段，北斗系统的地面差分站主要集中在国境内重点区域，对于没有布设地面差分站的国境外区域尤其是海洋区域，常用方法是将北斗定位误差看作噪声来处理，但是这种方法会牺牲组合导航的精度，本文提出的采用卡尔曼滤波状态扩维方法，将北斗定位的常值偏离纳入滤波器状态进行估计，以提高组合导航精度。由仿真算例可知，该方法可有效提升定位精度。

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18. 波浪补偿技术在深海采矿工程中的研究与应用

余德泉, 季建刚, 夏魁, 夏海红, 黄田忠, 陶俊

海洋工程装备与技术 2023, 10 (2): 131-139.

摘要（155）

PDF（pc）（16741KB）（102）

阐述了波浪补偿技术研究在深海采矿工程中的重要意义，开展了波浪补偿装置总体方案、工作原理和工作流程研究，保证输矿立管在作业过程中可以获得支持力和补偿力，相对海底保持静止位置稳定工作，并通过仿真分析方法研究波浪补偿系统的动态综合性能，归纳采矿船船舶振动周期、负载大小、液压管路流阻、摩擦力等因素对补偿效果的影响规律，同时分析限速安全技术，研究限速安全阀的功能原理、结构组成、试验方案，通过装船应用验证了安全保障效果，最终形成了深海采矿波浪补偿技术较为全面的研究成果。

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19. 基于NURBS曲面的船体三维建模应用

张大朋, 严谨, 赵博文, 周楠, 朱克强

海洋工程装备与技术 2023, 10 (3): 24-32.

摘要（154）

PDF（pc）（7786KB）（588）

NUBRS曲面建模技术是专为曲面复杂物体三维模型重建而设计的，能基于曲线和曲面的形式对目标地物三维模型的轮廓和外形进行准确精细的表达。本文介绍了一款基于NURBS曲面的船体三维建模程序Maxsurf Modeler，详细论述了应用该程序进行船体三维建模的流程，同时对三维模型的可靠性和适用性进行了CFD验证。静水阻力计算中，6种工况下的最大误差为2.29%。耐波性计算中，纵摇运动的计算误差最大，为19.32%。结果表明，采用Maxsurf Modeler完成的三维模型具有一定的可靠性。

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20. 深水浮式平台性能预警管理系统开发研究

陈勇军 , 武永锋 , 张大刚 , 杨家辉 , 来敏

海洋工程装备与技术 2022, 9 (2): 1-6.

摘要（154）

PDF（pc）（5419KB）（356）

实时监测和预警管理是深远海浮式生产平台安全运营的重要安全保障措施。本研究针对作业于中国南海 1500m水深陵水气田的“深海一号”半潜式生产储油平台,完成了平台性能预警管理系统研究,主要包括监测参数选取、阈值确定、警示发布、风险识别以及应对措施推荐等主要环节。区别于传统的单一绝对阈值设定方式,本系统提出并应用了基于实测的环境参数动态阈值确定方法。在软件实现上,基于预警管理系统的功能需求,搭建了系统框架,设计了数据库和核心分析模块逻辑结构,自主开发了一体化浮式平台总体性能预警管理系统软件,并将其安装于实际平台上进行示范应用。

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