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陈科: 作品数：43 被引量：83H指数：5; 供职机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室更多>>; 发文基金：国家自然科学基金海洋工程国家重点实验室开放基金国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：理学交通运输工程天文地球石油与天然气工程更多>>

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层流圆管潜射流生成蘑菇型涡结构特性实验被引量：2: 2013年; 利用溢流恒压装置产生具有稳定出流速度的层流圆管潜射流,结合染色液流态显示方法,在多种射流时间和雷诺数组合下,实验研究了该射流动量在密度均匀黏性流体中的演化机理及其表现特征,定量分析了蘑菇型涡结构的无量纲射流长度L、螺旋型涡环半径R及其包络外形长度d等几何特征参数随无量纲时间t的变化规律.系列实验结果表明,蘑菇型涡结构的形成与演化过程可分为3个不同的阶段,分别为启动阶段、发展阶段和衰退阶段.在启动阶段,L和d随t线性变化,而R则近似为一个常数.在发展阶段,蘑菇型涡结构的演化具有自相似性,在各种射流时间和雷诺数组合下,L,R和d与t 1/2均为同一正比关系,而且实验结果与基于斯托克斯(Stokes)近似的理论解结果一致.在衰退阶段,蘑菇型涡结构会发生两类形式的演化,第1类衰退出现在射流结束之后,其间L和R与t 1/5相关,而d近似为一个常数;第2类衰退出现在射流结束之前,当射流动量达到某个临界值后,蘑菇型涡结构就会发生破碎等现象.; 陈科尤云祥陈云祥胡天群

立管涡激振动高阶响应研究（英文）被引量：1: 2018年; 由于高阶响应对结构涡激振动存在显著影响,文中在考虑其影响的前提下利用经典Van der Pol尾流振子模型研究了立管在均匀流中的涡激振动特性。在尾流振子与结构模型的相互作用中同时考虑了一阶响应和高阶响应的影响,从而推导了一种考虑了一阶—高阶响应的涡激振动模型。并在此基础上,分析了考虑位移、速度和加速度三种不同右端耦合项作用下的响应特性。此外,还针对不同的质量阻尼比,比较了考虑高阶响应影响和未考虑高阶响应影响情况下系统的涡激振动特性。结果表明,考虑一阶—高阶响应的理论模型能更精确地反映该系统的振动特性。尾流振子和立管的运动幅值都有一定程度的增大。尽管计算结果显示高阶响应比一阶响应小若干个量级,但是不可以忽视高阶响应,因为它对一阶响应存在明显的影响。; 王人凤陈科陈科段金龙; 关键词：流固耦合 VAN

圆管潜射流生成偶极子涡特性实验被引量：4: 2013年; 利用溢流恒压装置产生具有稳定出流速度的圆管潜射流,结合染色液流态显示方法,在多种射流无量纲潜深d/H、雷诺数Re以及限制数C的组合下,实验研究了该潜射流动量在有限深密度均匀流体中的演化特性,其中d为射流潜深,H为水深.研究表明,当C<1时潜射流表现为深水特征,而当1≤C<2时潜射流表现为过渡特征,在这两种情况下均不产生任何形式的大尺度相干结构;当2≤C<10时潜射流表现为浅水特征,而C≥10时潜射流表现为极浅水特征,在这两种情况下均产生大尺度的偶极子涡结构.对极浅水特征潜射流,在各种无量纲潜深下,偶极子涡结构的无量纲形成时间t*f与无量纲射流时间T*inj均满足相同的正比例关系;对浅水特征潜射流,当d/H=0.5时,t*f与T*inj满足某种线性关系,但对其他无量纲潜深,t*f与T*inj之间无明显规律.; 陈科尤云祥胡天群

壁面约束对裙带气泡动力学的影响被引量：6: 2017年; 基于流体体积法(volume of fluid,VOF),数值模拟了装满黏性液体的圆柱形汽缸中的裙带气泡的浮升运动,研究了侧壁面约束对裙带气泡浮升动力学的影响.用雷诺数(Re)、韦伯数(We)、长宽比(χ)、裙带厚度(T/d)和裙带长度(L/d)等参数来表征不同约束比条件下(1.1≤Cr≤10)裙带气泡的运动和变形特性,分别在全局参考系和局部参考系下分析了壁面对气泡内外流场的影响.模拟结果显示,当Cr≥8时,裙带气泡的行为特性与在无界流域条件下的情况相当,可视作壁面无关的.当Cr<8时,壁面对裙带气泡的浮升速度和形状演化有显著影响.随着壁面的靠近,裙带气泡受到的阻力增大,造成浮升速度下降.约束比降低使裙带厚度增厚而长度变短直至裙带消失,裙带气泡受挤压而被拉长并逐渐变为椭圆球帽形最后到子弹形.相反,约束比增大时,裙带气泡尾流效应增强,气泡边缘处流场产生明显的循环流动(涡环),促使裙带的形成.研究表明壁面会加剧裙带气泡产生破碎,印证了前人的推断.模拟结果与已有的经验公式吻合良好,分析了前人公式的适用性.; 张洋陈科尤云祥尤云祥; 关键词：气泡动力学

弱非线性内孤立波在斜坡上的传播演化特性被引量：2: 2021年; 采用简化的变系数内孤立波传播方程来描述弱非线性内孤立波在不同坡度斜坡上的传播演化过程.结果表明:弱非线性内孤立波在通过斜坡的传播过程中产生了不同程度的分裂现象,分裂为首波和尾波列.在通过斜坡的传播过程中内孤立波主要受到由地形诱导产生的浅化效应和能量耗散作用.对于非线性较弱的内孤立波,地形导致的浅化效应占主导作用,振幅逐渐增大并趋于稳定,而波速逐渐减小并趋于稳定.在相同的地形条件下,随着初始振幅增大,振幅的增加量减小,波速的减小量增加.随着斜坡坡度的增大,非线性内孤立波在传播过程中受到的能量耗散作用逐渐大于浅化效应,使得内孤立波在传播过程中振幅先增大后减小.当经过临界点(上下层流体深度相同的点)后,内孤立波由下凹型转变为上凸型.; 郅长红陈科陈科; 关键词：内孤立波两层流体

拖曳体激发内波时空特性实验及其理论模型被引量：5: 2018年; 在具有密度跃层的分层流体中,采用沿水槽中纵剖面对称布置电导率探头阵列的方法,对1个球体和2个不同长径比细长体在拖曳运动下激发内波的时空特性进行了系列实验.结果表明:存在一个与长径比近似为线性关系的临界Froude数Frc,当FrFr_c时,内波相关速度均小于物体运动速度,其相关速度Froude数Fr_(iw)均在0.43—1.18之间的一个条带内变化,尾迹效应内波为主控内波,内波波高均随拖曳速度增大而近似线性增大.此外,从波形结构上看,体积效应内波关于水槽中纵剖面是对称的,而尾迹效应内波关于水槽中纵剖面是不对称的.结合上述实验结果,在已有针对拖曳球产生内波的等效源理论模型基础上,针对体积效应内波,提出了不同长径比模型的等效源移动速度和体积的设置方法;针对尾迹效应内波正对称和反对称这一特性,提出了正对称组合源和反对称组合源理论模型及其参数设置方法.所得计算结果在波高、波形结构和波系分布上与实验结果符合良好,表明了所提出的理论模型及其参数设置方法的合理性和有效性.; 陈科王宏伟王宏伟尤云祥; 关键词：分层流体内波

非线性静水恢复力影响下的海上漂浮式Spar型风机水动力特性: 2024年; 研究非线性静水恢复力对海上漂浮式Spar型风机的水动力特性的影响。通过解析法推导非线性静水恢复刚度系数,并使用AQWA中的非线性模型验证当前推导的解析解的准确性。考虑非线性静水恢复刚度系数,采用编程程序对Spar型浮式风机进行时域分析,将结果与线性静水恢复力作用下的运动响应进行对比,并分析Spar型浮式风机的水动力特性以及静水非线性带来的影响。结果表明:流体静力非线性对浮式风机垂荡响应有显著影响,且这种影响随浮式风机旋转运动增大而增大;在极限海况下,由静水非线性引起的垂荡、横摇和纵摇响应差异为16%~40%,显示非线性静水力在运动响应中应予以重视。; 庞正阳冯爱春蒋致禹尤云祥陈科; 关键词：非线性

半潜式钻井平台在海洋内波中的动力定位能力分析被引量：3: 2022年; 海洋中的孤立波对半潜式钻井平台的作业安全有重大影响。基于某海域实测的内孤立波参数,数值计算实尺度半潜式钻井平台承受的内孤立波载荷。在传统的风、浪、流载荷动力定位能力分析方法中引入内孤立波载荷,应用二次规划方法求解平台在多种环境载荷作用下的动力定位能力,获得不同海水层化状态下内孤立波的极限安全波幅。研究结果表明:内孤立波对平台的纵荡载荷与入射角的关系为正弦函数,横荡载荷与入射角的关系为余弦函数,两者之间的相位差为45°。当内孤立波来波方向约为60°时,无论海水层化状态如何,都将出现较为严重的定位失效情况。应及时调整平台艏向,避免在该方向遭遇内孤立波,以保证平台作业安全。; 张晶晶张晶晶陈科陈科; 关键词：半潜式钻井平台

FPSO内孤立波载荷实验观测及理论预报模型研究被引量：1: 2021年; 利用大型密度分层水槽开展了下凹型内孤立波作用在FPSO上的载荷特性系列实验;并依据实验工况,考虑KdV、eKdV和MCC内孤立波理论的适用性条件,数值研究了FPSO内孤立波载荷成分构成;基于实验结果和载荷成分构成,建立了FPSO内孤立波载荷的理论预报模型。研究表明:FPSO内孤立波水平载荷由粘性力和Froude-Krylov力组成,而垂向载荷主要为垂向Froude-Krylov力;Froude-Krylov力可通过动压力沿FPSO浮体湿表面积分得到,粘性力则通过经实验回归的摩擦系数C_(f)、形状修正因数K乘以内孤立波诱导水质点切向速度沿FPSO浮体湿表面积分得到。系列实验结果得出:摩擦系数C_(f)和形状修正因数K与雷诺数Re、KC数和流体层深度比h_(1)/h有关;摩擦系数与Re呈自然对数关系;而形状修正因数K与KC数呈幂函数关系。理论预报模型预报的水平载荷、垂向载荷结果均与系列实验和数值结果吻合较好,并且发现随着内孤立波振幅的增加,载荷幅值近乎线性增加,而且上层流体深度对水平力幅值有明显的影响。; 张瑞瑞陈科张瑞瑞陈科; 关键词：FPSO 波浪载荷载荷实验

附加重块和弹簧刚度对垂直悬臂输流管动力学稳定性的影响研究被引量：2: 2023年; 基于哈密尔顿原理建立考虑附加重块和弹簧的悬臂输流管道动力学理论模型,采用微分求积法求解模型控制方程。分别研究了附加重块的质量、弹簧的刚度、重力参数和附加重块/弹簧与重力参数对管道内流体临界流速的影响。结果表明:附加重块和弹簧对悬臂输流管道系统内流体的临界速度有显著影响;在流体质量比一定范围内,垂直悬臂管道自由端附加重块和弹簧时可以显著提高管道内流体的临界速度。; 马永奇沈义俊尤云祥冯爱春陈科; 关键词：微分求积法

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