在海底节点(Ocean bottom nodes, OBN)地震勘探中，数据误差的主要来源于多分量串扰、耦合不良、增益不均衡、频率响应不匹配以及检波器方向偏差等多种因素。其中，检波器的方向性偏差是影响数据质量的关键因素。受海底地形条件、洋流以及自由落体等因素的影响，三分量检波器的实际布设方向常常会发生偏移，从而导致波场在X、Y、Z各分量间的分配不均，进而影响波场接收精度和成像效果。因此，处理多分量地震数据的首要任务就是对检波器进行重定向，即通过内置倾角仪或基于数据驱动的方式估算出对应的方向角，再应用旋转矩阵将检波器从实际采集坐标系调整到设计坐标系上。本文采用基于领导者机制的哈里斯鹰优化算法(Leader harris hawks optimization, LHHO),通过分析三分量地震记录中初至波能量的差异特性，实现对OBN的精确方向校正。该方法通过结合初至波偏振矢量在XOZ平面上的投影和P、Z分量相关性，从而有效约束了坐标轴反向的多解问题。实验结果表明，在浅海OBN环境直达波信号缺失的情况下，本文方法具备较高的计算效率和精度。
针对非黏结柔性管在轴对称循环载荷作用下的力学行为问题，本研究考虑结构大变形、多层层间接触及层间摩擦等非线性效应，基于ABAQUS有限元分析软件建立了8层结构的非黏结柔性管全尺寸模型，对比研究了轴向拉压循环载荷和双向扭转循环载荷两种轴对称循环载荷作用下的柔性管结构变形特性，并分析了层间摩擦系数对两种轴对称循环载荷作用下柔性管力学特性的影响。研究结果表明，在这两种轴对称循环载荷作用下，柔性管的载荷-变形曲线均呈现滞回特性，其中抗拉铠装层钢带的塑性变形行为和层间摩擦系数均会对轴对称循环载荷-变形曲线的滞回特性产生较大影响。
本文以水溶性壳聚糖(Water-soluble chitosan, WSC)为还原剂和稳定剂，同步还原HAuCl4和AgNO3,成功制备了金银双金属纳米粒子(Au-Ag NPs)。考察了金银前驱体体积比(V(HAuCl4)/V(AgNO3))、反应温度和时间、NaOH及WSC浓度的影响。采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)及能量色散X射线光谱(EDS)对Au-Ag NPs进行了表征。考察了Au-Ag NPs对4-硝基苯酚(4-NP)的催化还原性能。结果表明，以WSC为还原剂和稳定剂制备了平均粒径4 nm左右的球形或近球形Au-Ag NPs。Au-Ag NPs对4-NP的催化还原活性优于AuNPs和AgNPs, Au0.5Ag0.5(V(HAuCl4)/V(AgNO3)=1∶1)的催化活性最高。以Au0.5Ag0.5为催化剂时，在30℃下催化反应30 min, 4-NP的转化率可达到99.1%,反应速率常数为0.190 3 min-1,反应活化能Ea为31.1 kJ·mol-1。
针对在役导管架平台下方出现的浅层气溢出现象，本研究开展浅层气对海洋导管架平台的桩基承载力及平台安全性的影响评估。研究首先对地层进行不同工况划分，基于非饱和土强度理论，构建非饱和土体抗剪强度理论公式，并计算不同工况下桩土抗剪强度以及桩基承载力相关的t-z、q-z、p-y曲线。利用SACS软件建立受浅层气影响的导管架平台分析计算模型，对平台桩基承载力进行不同工况下的分析计算。计算分析表明，浅层气溢出现象造成的砂土层或粉土层土壤特征参数变化将对导管架平台的桩基安全造成较大影响，使得部分桩基承载力安全系数无法满足《海上固定平台总体设计规范》要求。研究成果有助于阐明浅层气溢出现象对桩基承载力弱化机理，为浅层气溢出灾害防治对策的制定提供指导，并为确保海上平台安全运行提出建议。
在使用涡相关法计算通量时，为确保测量平面与水平面平行，需要对观测数据进行倾斜校正。常用的倾斜校正方法有二次旋转、三次旋转和平面拟合法。本文利用南海海上平台的观测数据，探讨了倾斜校正方法对海-气界面动量通量计算结果的影响。研究发现，当大气层结处于中性稳定情形时，二次旋转方法与平面拟合法下动量通量计算结果基本一致，但当大气层结趋于稳定时，平面拟合法展现出了更好的适应性。而三次旋转方法并未在二次旋转的基础上有效改进通量计算。进一步研究表明，不同倾斜校正方法对湍动能谱、风应力方向以及风应力方向和风向夹角的影响差异可以忽略。在稳定情形下，风应力方向偏向风向左侧；在中性稳定情形下，偏向角接近0;在不稳定情形下，偏向角分布则较为分散。此外，在稳定情形下，拖曳系数会减小。本文得到的拖曳系数与风速的关系与前人的研究结果基本一致。
为厘清极端波浪作用下近海区域桥梁主梁的受荷特征，本文利用室内造波水槽开展了缩尺比为1∶20的物理模型试验，研究不同试验水深、造波速度和淹没系数等因素组合工况条件下T形梁水平波浪力、竖向波浪力和倾覆力矩的时程曲线及峰值特性。随后，基于试验数据，针对上述3种因素对T形梁波浪荷载特性进行参数敏感性分析。研究得出以下结论：T形梁波浪力受水深影响显著，随着淹没深度的增加，峰值时刻的竖向波浪力先减小后增大，且力方向由向上变为向下；峰值时刻的水平波浪力变化趋势与竖向波浪力保持一致，但方向不变；倾覆力矩的变化趋势为先增加后减小，且在半淹没状态下的峰值最大；针对未淹没状态下的T形梁，其顶板下面板受竖向波浪力较大，而顶板上面板受到反向竖向波浪力较大，波浪先达到的两根梁主要承受较大的水平波浪力与反向水平力；对于全淹没状态下的T形梁，模型两侧梁承受较大的正向水平力，而迎浪侧第二根梁承受了大部分反向水平波浪力；考虑3种影响因素的参数敏感性分析结果表明，T形梁波浪荷载受波速与淹没系数影响显著，受波高影响，波浪荷载变化较为复杂，未呈现出明显的规律性。本文研究了跨海T形梁极端波浪荷载分布与作用特性，探讨了T形梁所受波浪力及倾覆力矩的主要影响因素，研究成果可为跨海桥梁的结构安全设计提供有益的参考依据。
针对海上风能与波浪能低成本开发的问题，本文提出将振荡浮子波浪能装置(Wave energy converter, WEC)集成于“海油观澜号”浮式风机上，以期通过波能俘获特性在增强系统发电效益的同时降低浮式风机运动响应。本研究基于势流理论和莫里森方程，在AQWA软件中实现浮式基础和WEC的水动力耦合分析，并利用叶素动量理论在FAST软件中对叶片气动影响进行模拟，以实现全耦合分析。经水池模型试验数据验证数值模型的准确性后，进一步研究了4种WEC集成方案对浮式风机运动响应和发电效益的影响。结果表明：在半潜式基础中心立柱和边立柱间集成6个WEC的发电阵列方案可有效抑制风机的纵摇运动；在极端工况下风机纵摇角度的最大值和标准差可分别降低16.2%和10.3%;相较于单独的风机，联合系统发电效益可提高13.9%。由此可见，集成对于增强系统发电效益、降低浮式风机运动响应效果显著。
本文为探究菌株C3的脱氮性能与机理,以分离自黄海冷水团底泥的莫哈韦芽孢杆菌C3(Bacillus mojavensis C3)为对象开展研究。研究表明,在初始无机氮浓度为21mg/L的氮源培养基中,菌株C3可有效去除水体中NH4~+-N、NO2~--N和NO3~--N,去除率分别为85.95%、75.89%和96.29%,最大氮去除速率分别为0.36、0.36和0.50mg/(L∙h)。氮平衡分析表明,系统中无机氮通过同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用(HN-AD)去除。其中,同化途径主导了菌株无机氮转化,通过异养硝化-好氧反硝化作用释放至大气的氮占系统总氮的13.29%～16.83%。15N同位素示踪结果发现,当以15NH4~+-N、15NO2~--N和15NO3~--N为唯一氮源时,菌株C3仅产生15N_2O,不产生15N2,表明N_2O是其脱氮的主要气体产物。使用氨氧化抑制剂探究了菌株C3的硝化途径,发现添加不同浓度的烯丙基硫脲对氨氮去除率和氮损失无显著影响,表明菌株C3中可能存在一种具有特殊酶结构的新型氨氧化酶,能将NH4~+-N转化为NH_2OH。全基因组测序分析表明,在氮同化过程中,氮源的利用主要通过谷氨酸脱氢酶(GDH)途径(胞外NO3~-/NO2~-/NH4~+→胞内NH4~+→谷氨酸→菌体蛋白)和谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶(GS/GOGAT)途径(胞外NO3~-/NO2~-/NH4~+→胞内NH4~+→谷氨酰胺→谷氨酸→菌体蛋白)。研究结果显示,菌株C3通过异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)途径实现氮异化,包括异养硝化作用(NH4~+→NH_2OH→NO→N_2O)和好氧反硝化作用(NO3~-→NO2~-→NO→N_2O)。本研究为查明莫哈韦芽孢杆菌的氮转化机理提供了重要信息,并为菌株C3在海水养殖废水处理中的潜在应用提供了科学依据。
为探究虾青素在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)体内的分布特征，本研究建立了一种虾青素提取与定量分析方法，确定甲醇为最佳萃取溶剂，采用1∶50固液比单次萃取，结合“甲醇萃取-四氢呋喃复溶”联用检测方案。饲料中虾青素添加量分别为0(对照组)、40、80、120 mg/kg,进行投喂实验，探究不同添加量虾青素对凡纳滨对虾的影响，并定量分析虾青素分布、体色变化及酶活性。研究表明，虾青素能够改善对虾体色，使其向红橙色转变，并在肝胰腺、腹神经索和表皮中积累最为显著。此外，虾青素能够提高肝胰腺总抗氧化能力(Total antioxidant capacity, T-AOC),增强超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, AKP)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)活性，同时降低丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量，表明虾青素可有效增强凡纳滨对虾的抗氧化与免疫功能。
针对潜艇、潜体等水下潜器在作业时遭遇内孤立波常出现失控和掉深的现象，为系统研究海洋内孤立波作用下水下潜器的受力特性问题，本文建立了三维内孤立波数值水槽，采用速度入口法生成内孤立波，通过求解雷诺平均化的Navier-Stokes(RANS)方程来描述流场特征，进而获取水下Suboff固定潜器所受到的流场载荷。通过将本文数值结果与内孤立波作用下有限长圆柱受力的已发表实验结果进行对比，验证本文数值模型的有效性。本文运用该模型模拟了大量的数值算例，分析了潜器潜深、内孤立波波幅和上、下流体厚度分层比等参数对潜器力学特性的影响规律，解释了固定潜器在内孤立波流场中受力异变的本质原因。数值模拟结果显示，潜器相对内孤立波的潜深位置是影响固定潜器受力特性的关键参数，尤其是未穿过波面的潜器，其垂向载荷幅值仅为完全穿过波面的潜器垂向载荷幅值的3%;其次，当潜器能完全穿过内孤立波波面时，波幅和流体分层比均对潜器载荷幅值的影响不显著，而主要影响载荷的作用时长。本文研究成果能为内孤立波流场中水下潜器的安全航行提供理论基础与技术支撑。