在渤海油氣開發(fā)中，海冰是影響冰區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計、鉆采施工、生產(chǎn)作業(yè)的重要海洋環(huán)境條件。對渤海海冰進行數(shù)值模擬和預(yù)測，并與油氣開發(fā)工程緊密結(jié)合是合理確定海冰設(shè)計參數(shù)，減少冰害損失的有效途徑。 本文結(jié)合國家自然科學基金委和中海石油渤海公司聯(lián)合資助的“九五”重點基金項目中的“渤海海冰數(shù)值模擬及其工程應(yīng)用”子課題，根據(jù)遼東灣海冰現(xiàn)場觀測資料，對渤海海冰數(shù)學模型中的計算參數(shù)進行了確定，分析了渤海海冰的熱力和動力要素特點，并在海冰數(shù)值模擬和預(yù)測的基礎(chǔ)上對遼東灣JZ20-2海域MUQ錐體平臺的冰激結(jié)構(gòu)振動進行了分析。 渤海海冰數(shù)值模擬和預(yù)測主要是借鑒極區(qū)及其冰緣區(qū)的大、中尺度數(shù)學模型。為此，本文通過對極區(qū)海冰數(shù)值模擬及其相關(guān)研究的系統(tǒng)總結(jié)，并考慮渤海海冰的特點，詳細分析了兩種不同的海冰數(shù)值計算方法，即歐拉坐標下的差分法和拉格朗日坐標下的光滑質(zhì)點法。 為使渤海海冰的數(shù)學模型能夠適應(yīng)渤海冰情特點，并對其中的重要計算參數(shù)進行確定，作者在遼東灣JZ20-2海域進行了連續(xù)7個冬季的海冰現(xiàn)場觀測，完成了多次破冰船海冰和沿岸冰的調(diào)查工作，獲得了大量的海冰觀測資料。在此基礎(chǔ)上，本文分析了冰面太陽輻射的計... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
    1.1 渤海海冰數(shù)值模擬的工程背景
        1.1.1 海冰災(zāi)害問題
        1.1.2 海冰設(shè)計參數(shù)問題
    1.2 極區(qū)海冰數(shù)值模擬及相關(guān)研究概述
        1.2.1 海冰數(shù)值模擬
        1.2.2 海冰與大氣、海洋的相互作用
        1.2.3 海冰動力破壞
    1.3 渤海冰情特點及其海冰研究概述
        1.3.1 渤海冰情特點
        1.3.2 海冰監(jiān)測和調(diào)查
        1.3.3 海冰物理力學性質(zhì)
        1.3.4 海冰數(shù)值模擬和預(yù)測
        1.3.5 海冰荷載
        1.3.6 海冰管理和海冰區(qū)劃
    1.4 本文主要工作
    參考文獻
第二章 海冰數(shù)學模型及其計算方法
    2.1 前言
    2.2 海冰數(shù)值模擬的基本方程
        2.2.1 海冰熱力方程
        2.2.2 海冰動力方程
        2.2.3 海冰連續(xù)方程
        2.2.4 海冰本構(gòu)方程
    2.3 海冰數(shù)值模擬的計算方法
        2.3.1 海冰數(shù)值模擬的計算方法簡介
        2.3.2 歐拉坐標下的有限差分法
        2.3.3 拉格朗日坐標下的光滑質(zhì)點法
    2.4 小結(jié)
    參考文獻
第三章 渤海海冰數(shù)值模擬中計算參數(shù)的確定
    3.1 前言
    3.2 渤海海冰定點監(jiān)測系統(tǒng)
        3.2.1 海冰的平臺定點監(jiān)測
        3.2.2 雷達對海冰的識別和跟蹤
    3.3 遼東灣冰期太陽輻射分析
        3.3.1 冰面太陽輻射計算
        3.3.2 太陽輻射對海冰生消趨勢的影響
    3.4 遼東灣冰期海洋熱通量的確定與分析
        3.4.1 海洋熱通量的確定方法
        3.4.2 遼東灣海洋熱通量的確定
    3.5 海冰拖曳系數(shù)的確定
        3.5.1 海冰拖曳系數(shù)的確定方法
        3.5.2 海冰拖曳系數(shù)的動量法確定
    3.6 小結(jié)
    參考文獻
第四章 渤海海冰熱力與動力要素分析
    4.1 前言
    4.2 渤海海冰生消的熱力要素分析
        4.2.1 海冰熱力要素計算
        4.2.2 計算結(jié)果分析
    4.3 渤海海冰特征厚度分析
        4.3.1 特征冰厚的物理機制
        4.3.2 特定氣象和水文條件下的特征冰厚
        4.3.3 不同氣象和水文條件下的特征冰厚
        4.3.4 渤海冰厚隨其特征冰厚的動態(tài)變化
    4.4 渤海海冰漂移的動力要素分析
        4.4.1 海冰動力要素特征分析
        4.4.2 海冰動力要素對比
    4.5 渤海冰脊分析及其設(shè)計參數(shù)
        4.5.1 冰脊幾何尺寸特征
        4.5.2 冰脊帆高的力學模型
        4.5.3 渤海不同海域冰脊設(shè)計參數(shù)
    4.6 小結(jié)
    參考文獻
第五章 渤海海冰數(shù)值模擬
    5.1 前言
    5.2 渤海潮流場數(shù)值計算
        5.2.1 渤海潮流潮汐的淺水方程
        5.2.2 定解邊界條件和差分公式的建立
        5.2.3 初值和邊界條件處理
        5.2.4 計算的穩(wěn)定性條件
        5.2.5 渤海潮流場計算輸入條件
    5.3 遼東灣全場海冰的有限差分數(shù)值模擬
        5.3.1 輸入條件
        5.3.2 模擬結(jié)果及分析
        5.3.3 結(jié)果驗證
    5.4 遼東灣區(qū)域性漂移海冰的光滑質(zhì)點數(shù)值模擬
        5.4.1 研究背景
        5.4.2 局部漂移海冰實時監(jiān)測
        5.4.3 數(shù)值模擬結(jié)果及驗證
        5.4.4 同自由漂移模擬的對比
    5.5 小結(jié)
    參考文獻
第六章 基于局地海冰數(shù)值預(yù)測的冰激結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
    6.1 前言
    6.2 基于局地海冰數(shù)值預(yù)測的冰激結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析系統(tǒng)
        6.2.1 局地海冰數(shù)值模擬和預(yù)測
        6.2.2 海冰物理力學參數(shù)推算
        6.2.3 遼東灣JZ20-2MUQ平臺結(jié)構(gòu)冰載和冰激響應(yīng)計算
    6.3 基于構(gòu)造冰力函數(shù)的冰激結(jié)構(gòu)響應(yīng)預(yù)測實例
        6.3.1 局地海冰數(shù)值預(yù)測
        6.3.2 海冰物理力學參數(shù)推算
        6.3.3 遼東灣JZ20-2MUQ平臺冰激結(jié)構(gòu)響應(yīng)預(yù)測及驗證
    6.4 小結(jié)
    參考文獻
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
博士生期間發(fā)表的論文
博士生期間參加的科研項目
創(chuàng)新點摘要
致 謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]渤海海冰熱力過程處理[J]. 王可光,王彩欣,吳輝碇.  海洋通報. 2000(05)
[2]遼東灣冰季太陽輻射分析[J]. 岳前進,季順迎,苗文東,吳述禮.  海洋與湖沼. 2000(05)
[3]冰在斜面結(jié)構(gòu)上的縱橫彎曲破壞分析[J]. 李鋒,岳前進.  水利學報. 2000(09)
[4]遼東灣海冰生消的熱力要素分析[J]. 季順迎,岳前進,張希.  海洋環(huán)境科學. 2000(03)
[5]航海雷達識別與跟蹤海冰試驗[J]. 岳前進,畢祥軍,季順迎,張濤.  大連理工大學學報. 2000(04)
[6]冰對錐體結(jié)構(gòu)作用力的預(yù)測模型分析[J]. 于永海,岳前進.  海洋學報(中文版). 2000(03)
[7]海洋平臺隨機冰力譜的識別[J]. 智浩,岳前進,林家浩.  海洋工程. 2000(02)
[8]遼東灣冰期海洋熱通量的確定與分析[J]. 季順迎,岳前進.  海洋通報. 2000(02)
[9]海冰韌脆轉(zhuǎn)變特性的宏微觀分析[J]. 李洪升,岳前進,鄭靖明,朱元林.  冰川凍土. 2000(01)
[10]冰荷載——海冰與近海結(jié)構(gòu)相互作用[J]. 岳前進.  國際學術(shù)動態(tài). 1999(05)



本文編號：3091783