样方法对实现海底沉积物取样和了解海底沉积环境和资源至关重要。本文提出一种能够实现低干扰快速取样的非光滑表面的仿生取样管,其表面具有凹凸结构,并对其取样性能(贯入深度、取样长度、贯入阻力和取样率)展开详细讨论和研究。
创新点:1.基于理想理想弹塑性材料的孔扩张模型和史密斯波动方程推导取样器贯入过程的力学特征;2.建立数值模拟框架,模拟重力取样过程,并研究取样管参数对重力取样效果的影响;3.设计仿生非光滑重力取样管,通过数值模拟研究非光滑形态参数的减粘降阻特性;4.建立试验模型,开展室内及潮滩取样器贯入及取样试验。
方法:1.通过实验分析,对比常规重力取样管和仿生取样管的取样效果(图8和9);2.通过理论推导,建立重力取样管和周围沉积物的力学关系(公式(3)~(7));3.通过仿真模拟,运用耦合的欧拉-拉格朗日方法在重力取样器取样过程中,对比不同参数的取样器的取样性能,验证所提仿生非光滑重力取样器的低扰动和快速取样性(图4~6)。
结论:1.重力取样器的取样效果与取样管的刀口倾角、壁厚以及长径比相关,通过数值模拟得到了不同参数对取样效果的影响;2.非光滑表面对仿生取样管的采样性能有明显促进作用,通过数值模拟验证了凹坑比凸包的促进效果更好;3.运用参数分析方法,对非光滑表面形态特征进行单一变量分析,得到了较优的参数组合。
2019年进入浙江大学海洋工程与技术研究所直接攻读博士研究生,导师为陈家旺教授。在学期间,基于相关研究成果,在IEEE Transactions on Instrument and Measurement,Applied Ocean Research 等海洋仪器研发与应用领域行业知名期刊共发表SCI收录论文6篇;在OMAE, ISOPE, OCEANS等行业著名国际会议发表EI收录会议论文4篇;授权专利6项。获国家奖学金(博士)、浙江大学三好学生、浙江大学海洋学院“十佳大学生”等多项奖项。
《浙江大学学报(英文版)A辑:应用物理与工程》是一本应用物理与工程类的综合性期刊,于2000年创刊,为英文科技月刊。刊发文章范围包括机械及土木工程、环境工程及能源、材料和化工等领域。被SCI-E、EI、CNKI、JST、 Scopus、CA、SA等国内外重要数据库检索和收录。期刊一直执行严格的国际同行评审制度,平均审稿周期为60天,录用后一般2个月左右正式发表。
最新影响因子为3.2,位列JCR-Q2区。本刊于2010年底获得“中国出版政府奖”(首届期刊奖),2013年、2015年、2017年获得“中国百强科技期刊”称号,2013年成为首家获得“中国科技期刊国际影响力提升计划”项目A类资助的大学学报(2013-2015年度),并获得2019-2023年度“中国科技期刊卓越行动计划”资助。
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