陈晓东
- 作品数：29 被引量：113H指数：6
- 供职机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家自然科学基金创新研究群体项目中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：交通运输工程天文地球理学自动化与计算机技术更多>>
- 船体结构冰载荷的远场识别方法及试验验证被引量：3
- 2021年
- 冰区航行船舶的冰载荷监测系统可实时保障结构安全。常规的冰载荷监测系统通常采用在冰区水线处布置应变传感器进行测量,然而船体结构水线处往往因水密隔舱等密闭结构而难以进入。为克服传感器安装位置的限制,本文提出一种船体外板结构远场冰载荷识别模型。采用狄拉克函数形成监测点载荷-测量点冰激应变间的Green矩阵,并用Picard准则对载荷识别系统的不适定性进行分析。同时,采用共轭梯度最小二乘迭代型算法和移动平均滤波技术提升求解精度及降低噪声信号影响,并将反演模型应用到外板结构的载荷识别试验中,反演的载荷可较好地对应上施加载荷的时域特征且载荷识别精度良好。本文提出的冰载荷识别模型是对原有冰载荷监测方案的扩展,可有效提升监测范围。
- 孔帅陈晓东崔洪宇季顺迎
- 基于油气平台的海冰雷达监测图像处理及冰速测量被引量：6
- 2013年
- 对海冰的运动规律进行精确、连续和长周期的实时监测有助于海冰热力学和动力学的研究,也可保障冰区生产活动的安全进行。针对辽东湾海冰的运动特点和工程需求,在JZ20-2油气平台上建立了海冰雷达监测系统。采用数字图像处理技术对海冰雷达监测图像进行了分析和软件开发,可对海冰密集度、速度和冰块面积等海冰参数进行提取。采用该海冰雷达监测系统和数字图像处理软件,在2011-2012年冬季对该海域的海冰运动规律进行了全冰期的连续监测,在此基础上重点对海冰速度的雷达图像监测结果进行了分析,讨论了海冰速度场分布以及连续48h的变化过程。以上结果为海冰的生消运移规律研究和油气作业区的海冰管理工作提供了可靠的现场监测数据。对海冰雷达现场监测及数字图像处理中的问题及改进方法进行了讨论。
- 季顺迎陈晓东刘煜唐茂宁刘宗勋王宇新
- 关键词：海冰雷达监测数字图像处理密集度
- 黄河轻型破冰船破冰过程中的冰载荷识别研究
- 前言Introduction冰载荷是船舶冰区航行的主要威胁。为确定内河破冰船在破冰作业中的河冰载荷特性,于2021年在黄河包头段开展了船体结构冰载荷的实船测量工作。在"平安破冰1号"轻型破冰船上安装了3×3的分布式应变测...
- 何帅康陈晓东张宝森季顺迎
- 自然对流条件下冰水界面换热系数的试验研究被引量：1
- 2018年
- 在冰脊的固结过程中,由于接触面积与温差的大幅提升,冰水之间的换热强度显著增强。本文通过浸没试验对自然对流条件下冰水间的换热系数进行了研究。在试验过程中,对试样内部的温度分布与体积变化分别用温度梯度测试系统与数字图像进行测量。为研究初始条件对换热系数的影响,分别采用不同初始温度与厚度的试样在瞬态热传导的环境下进行测试。试验结果表明,换热系数与表面温差呈指数增长,且在本文试验条件下的变化区间为0.3~175 W/(m2·K)。试样的初始温度及厚度并不是影响换热系数的直接因素,而其根本因素为流-固界面的边界层状态。在自然对流状态下流体的驱动条件是热胀效应,即当边界层存在温度差时,虽然外界并不存在扰动流体状态的因素,但由于液体自身温差引起的密度差进而驱动流体运动并影响了换热系数。随着边界层温度梯度的增加,边界层的影响区域扩大,从而导致了较高的换热系数。
- 陈晓东Knut Hyland王安良王安良
- 关键词：换热系数自然对流温度梯度
- 基于实船试验的河冰载荷特性研究被引量：4
- 2022年
- 冰载荷是船舶在冰区航行的主要威胁。为确定内河破冰船在破冰作业中的河冰载荷特性,论文开展了船体结构冰载荷的实船测量。在轻型破冰船上安装了分布式应变测试系统,采用双片式剪应变测试方法对船首部位的结构变形进行测试。通过有限元法建立了船首部位的数值模型,采用影响系数矩阵法对船首监测区域内6个子区域的冰压力进行了识别。试验结果显示,结构冰载荷主要为单峰三角形形式。对破冰过程中的冰载荷峰值和周期的均值、最大值进行了提取与统计分析,统计结果表明河冰载荷的峰值服从Weibull分布。此外,将河冰的冰载荷特征与海冰进行对比,不同厚度的河冰载荷作用形式和周期与海冰具有较高的相似性。由于河冰的强度高于海冰,河冰的载荷峰值略高于相同厚度的海冰。
- 何帅康陈晓东张宝森王键伟谢志刚季顺迎
- 关键词：河冰统计分析
- 海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究被引量：6
- 2019年
- 北极多年海冰的渡夏与冰脊形成的初始阶段均属于海冰升温的热力学过程。在卤水作用下,海冰在升温过程中需要融化内部的固态冰以达到温盐平衡。为研究海冰升温过程中盐度对宏观热力学性质的影响,本文设计了冰块试样在水中的一维浸没试验。将具有相同初始温度(-32℃)、不同盐度(0 ppt, 2.65 ppt, 12 ppt)的冰试样浸至0.2℃的淡水环境中,并测试试样内部温度场与厚度变化。试验结果表明,高盐度海冰的最终冰厚增加量超过31%,而淡水冰则仅为15%。海冰内部卤水的活跃改变了海冰的宏观比热并大幅度提高了其潜在的内能变化量。同时,将内能变化的实测结果与Schwerdfeger模型理论计算结果进行了对比。分析得出,真实环境中在海冰卤水迁移引起的盐度不均匀分布与卤水外排使得Schwerdfeger模型无法准确描述海冰升温过程中热力学性质。此外,通过对新生冰进行冰晶测试中所观测的柱状结构及晶粒尺寸特征也进一步验证了试验结果的可靠性。
- 陈晓东王安良王安良季顺迎
- 关键词：海冰热物性质热传导模型试验
- 加载方向对海冰脆性破坏时单轴压缩强度的影响被引量：2
- 2019年
- 对渤海的柱状海冰开展了系统的现场单轴压缩试验。在试验过程中,分别采用垂直于(水平加载)/平行于(竖直加载)冰晶的两种加载方向。同时,通过改变加载速率的方式研究了应变速率对压缩强度的影响。在测试结果中,结合试样的应变、应力以及裂纹特征分析了脆性破坏模式下海冰单轴压缩强度特征。试验结果表明:平行于冰晶方向的加载强度约为垂直于冰晶方向强度的3倍,并且两种加载方向的海冰单轴压缩强度均随加载速率的提高而降低。破坏模式的分析表明:脆性破坏主要由裂纹的发展所主导。随着加载速率的提高,海冰的破坏过程由单次破碎向多次破碎转变从而弱化了压缩强度。由于裂纹更容易在晶界处发展,不同加载方向下的裂纹特征以及最终的破坏模式有所区别。水平加载下的破坏模式以剪切形式为主,而竖直加载时主要发生柱状冰晶的屈曲破坏。屈曲破坏更容易发生在冰晶内部而表现出较高的压缩强度,因此竖直压缩强度更高。
- 宋洪芳隋俊鹏刘煜李子牛王兆宇陈海军陈晓东
- 关键词：海冰脆性破坏
- 面向储舱结构设计的晃荡冲击荷载实验研究被引量：2
- 2015年
- 薄膜型船载液化天然气储舱设计中的一个关键力学问题是对液体晃荡引起的冲击荷载的评估。晃荡冲击载荷主要包括晃荡冲击荷载的幅值,上升和持续时间以及荷载三角脉冲的偏斜度等参数。室内大比尺晃荡模型实验是评估晃荡冲击荷载的有效方法。以二维矩形液舱为模型,在大吨位六自由度运动平台开展了一系列不规则激励下的晃荡冲击荷载实验研究。研究结果表明:由于液体与气体的相互作用,导致晃荡冲击荷载具有幅值较大且冲击上升时间较短的特点,可能导致舱壁产生较大的响应。采用统计学的方法分析了晃荡冲击荷载的参数;此外,定量地提出了长期不规则激励下,由荷载峰值、上升和持续时间以及偏斜度的组成的三角脉冲荷载模型,该模型可为储舱舱壁结构设计和有限元分析提供荷载参考。
- 陈晓东卫志军岳前进阮诗伦赵小西
- 颗粒物质由层流向紊流转变的环剪试验研究
- 颗粒物质受自身材料性质的影响,在外界驱动下会产生不同的剪切流动状态。为研究颗粒物质由静态向流动状态转化的演化规律,本文研制了中型颗粒环剪仪。对颗粒物质在不同法向约束应力和剪切速率下的切向应力及体积进行了试验测试。结果表明...
- 陈晓东毕祥军季顺迎
- 关键词：颗粒物质环剪试验
- 文献传递
- 海冰弯曲强度及其破坏过程的试验研究被引量：2
- 2021年
- 为确定海冰温度、卤水体积等因素对海冰弯曲强度的影响,本文对辽东湾东岸海域的平整冰进行了现场取样,并在试验机压头加载速率为0.1 mm/s的情况下进行了三点弯曲试验。试验结果表明,海冰试样在-35~-5℃温度范围内呈现出三种不同的破坏模式,主要表现为海冰弯曲断裂时裂纹形状的差异。当温度在-15~-10℃之间时,海冰试样多表现为断裂面粗糙的韧性破坏模式,部分试样在主裂纹扩展过程中伴随有次生裂纹的衍生;当温度低于-15℃时,海冰试样多表现为脆性破坏,具有一条由下至上的完整光滑断裂面;而二次破坏的温度与脆性破坏、韧性破坏的温度均有交叉,分布于-20~-5℃之间,试验结果呈现上部粗糙下部光滑的断裂面。对海冰的应力分析表明,不同破坏模式下的弯曲强度值呈阶梯分布,海冰发生脆性破坏时的弯曲强度要高于其他两种破坏模式,发生韧性破坏时的弯曲强度最小。在不同断裂模式下,海冰的弯曲应力达到最大值后的下降趋势有明显差异,韧性断裂时弯曲应力下降缓慢,脆性破坏时则突然下降为0,而二次破坏应力突然下降后仍以较小的值缓慢下降至接近于0。最后,本文还讨论了海冰弯曲强度与卤水体积的对应关系,结果与其他相关文献具有很好的一致性。以上研究有助于更好地理解海冰的力学性质,为极地船舶与海洋工程结构抗冰设计提供参考依据。
- 孟丁丁陈晓东季顺迎
- 关键词：海冰破坏模式
