2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋工程建设中的技术革新与突破

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋工程建设中的技术革新与突破考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪种材料因具有优异的耐腐蚀性和高强度，在深水油气平台结构中得到了越来越广泛的应用？A.碳素结构钢B.不锈钢C.高强度耐候钢D.钛合金2.在海洋工程结构物的设计分析中，利用人工智能技术进行参数优化，以寻求最佳结构性能，这种方法通常被称为？A.有限元分析(FEA)B.计算流体力学(CFD)C.智能优化设计D.结构健康监测(SHM)3.用于深海海底资源勘探、开发和结构安装的移动平台，其设计面临的主要挑战不包括？A.极端高压环境B.强烈的海洋波浪载荷C.便捷的货物装卸D.复杂的海洋地质条件4.以下哪项技术不属于海洋工程智能化、信息化发展的范畴？A.结构物在线监测系统B.基于物联网的设备远程控制C.海洋工程项目的二维CAD设计D.利用大数据分析进行风险预测5.与传统固定式平台相比，浮式海上风电场的主要技术优势在于？A.对水深限制较小B.建设成本通常更低C.运维维护更加方便D.受波浪影响更小6.海水淡化技术中，反渗透(RO)技术的核心原理是利用什么来实现淡水和盐水的分离？A.重力差B.热量传递C.半透膜的选择透过性D.离心分离7.下列哪项措施不属于为提高海洋工程结构物耐腐蚀性而采取的技术革新？A.应用新型重防腐涂料B.采用阴极保护技术C.使用耐腐蚀合金材料D.增加结构设计裕度8.无人遥控潜水器（ROV）在海洋工程中的应用场景主要包括？A.大规模海上平台结构安装B.深海海底管道铺设C.结构物水下检测与维修D.海洋环境大规模采样9.海洋工程领域应用复合材料的主要目的之一是？A.提高结构自重B.增强结构抗疲劳性能C.降低结构成本D.减少结构维护需求10.随着深海资源开发的深入，对深海施工装备提出了更高要求，以下哪项技术被认为是未来深海工程的关键突破方向？A.水上大型起重船技术B.高精度水下机器人集群作业技术C.常规打桩船技术D.浅水区域拖船技术二、简答题1.简述智能传感器技术在海洋工程结构健康监测中的应用及其意义。2.简述模块化建造技术在海洋平台工程中的主要特点和优势。3.海上风电场建设面临的主要工程技术挑战有哪些？4.深海油气开采与浅海相比，在工程技术方面有哪些显著的不同和突破？三、论述题1.论述新材料（如复合材料、高性能合金）在推动海洋工程结构向更深、更大规模发展中的作用。2.结合实例，论述信息技术（如物联网、大数据、人工智能）如何驱动海洋工程建设技术的革新与突破。3.面对日益严峻的海洋环境保护要求，海洋工程建设项目在规划、设计、建造和运营阶段应采取哪些技术创新与突破？试卷答案一、选择题1.D2.C3.C4.C5.A6.C7.D8.C9.B10.B二、简答题1.答案：智能传感器技术通过在海洋工程结构上布设各种类型（如应变、加速度、腐蚀、温度等）的传感器，实时采集结构在服役环境中的状态数据。结合无线传输、数据处理和智能分析算法，可以实现对结构应力、变形、损伤、腐蚀等情况的长期、连续、自动监测和评估。其意义在于：能够及时发现结构异常和潜在风险，提高结构安全性；为结构的维护决策提供科学依据，优化维修策略，降低维护成本；积累长期运行数据，为结构设计理论和方法改进提供支持。2.答案：模块化建造技术是将海洋工程结构（如平台模块、导管架、模块等）在设计阶段就分解为若干个可以在陆上工厂预制完成或部分预制的标准化模块，然后运输到现场进行组装安装。其主要特点包括：工厂化生产，环境可控，质量易于保证；海上安装工作量小，施工周期短；模块间连接可靠，整体结构刚度好。主要优势在于：提高了建造效率和质量，降低了海上作业风险和环境影响；便于标准化设计和规模化生产，降低了成本；适应性强，可根据需求灵活组合。3.答案：海上风电场建设面临的主要工程技术挑战包括：①巨大的风能捕捉和能量转换效率问题，需要高效可靠的风机技术；②复杂多变的海洋环境（风、浪、流、海冰等）对结构安全和稳定性的严峻考验，需要先进的结构设计和分析技术；③深水、复杂海床条件下的基础设计与施工技术，如大型风机基础（单桩、导管架、漂浮式等）的深海安装；④海上施工安装难度大、成本高，需要大型专用船舶和先进安装工艺；⑤结构的长期安全运行、维护检修的可达性和便捷性问题，尤其是在恶劣海况下的运维安全。4.答案：深海油气开采与浅海相比，在工程技术方面的显著不同和突破主要体现在：①环境压力：深海承受的水压远大于浅海，对装备的耐压能力、材料强度提出了极高要求，推动了高强度钢材、钛合金、复合材料等的应用；②平台类型：浅海多采用固定式平台（如导管架、栈桥），深海则更多采用浮式平台（如张力腿平台TLP、浮式生产储卸油装置FPSO），这些浮式结构设计、分析、建造和安装技术是重大突破；③钻井技术：深海钻井需要在更高压、高温和深水环境下进行，发展了如水下滑翔钻井船、旋转钻井船、欠平衡钻井等先进技术；④水下生产系统：深海水下生产系统（UBO）的集成、安装（如水下机器人操作）和长期运行维护技术更为复杂和关键；⑤资源勘探：深海资源勘探需要更高精度、更深入的水下探测和取样技术。三、论述题1.答案：新材料在推动海洋工程结构向更深、更大规模发展中的作用体现在多个方面：首先，高强度材料（如超高强度钢、高性能钛合金）的应用，使得结构可以在承受更大载荷和更深水压的情况下保持足够的安全裕度，从而实现更深水位的结构部署；其次，耐腐蚀材料（如特种合金、高性能涂层）显著延长了结构的使用寿命，降低了维护频率和成本，使得在腐蚀性较强的深海或近海环境建造和运营结构成为可能；再次，轻质高强材料（如先进复合材料）的应用可以减轻结构自重，降低对基础的要求，或在相同强度下实现更大的跨度或尺寸，有助于建造更大规模的结构；此外，功能梯度材料、智能材料（如自修复材料、光纤传感集成材料）的应用有望进一步提高结构的性能，实现结构的自我感知和适应，提升结构的安全性和可靠性。总之，新材料的不断涌现和应用是海洋工程结构向更深、更大规模拓展的关键支撑技术。2.答案：信息技术正通过多种方式驱动海洋工程建设技术的革新与突破：其一，物联网（IoT）和传感器技术的应用，使得对海洋工程结构、设备、环境的实时、全面、精准监测成为可能，为结构健康监测（SHM）、状态感知和智能运维提供了基础，推动了从被动维修向预测性维护的转变；其二，大数据分析技术能够处理和分析海量的监测数据、设计数据、环境数据等，从中挖掘规律，优化设计参数，预测结构行为和风险，提升了工程决策的科学性和效率；其三，人工智能（AI），特别是机器学习和深度学习算法，被应用于复杂海洋环境的模拟预测、结构优化设计、施工路径规划、故障诊断等方面，提高了设计的智能化水平和施工的自动化程度；其四，建筑信息模型（BIM）技术实现了海洋工程项目的数字化建造，促进了设计、生产、施工、运维各环节的信息集成和协同工作，提升了项目管理的精细度和效率；其五，远程操控与机器人技术（如水下机器人AUV/ROV）的发展，使得深海探测、安装、维修等高风险、高难度作业可以在远离危险的环境下安全高效地完成。这些信息技术的融合应用，正在重塑海洋工程的设计、建造、运维模式，推动行业向数字化、智能化转型。3.答案：面对日益严峻的海洋环境保护要求，海洋工程建设项目在规划、设计、建造和运营阶段应采取的技术创新与突破包括：规划阶段：采用环境影响评价（EIA）和战略环境评估（SEA）相结合的方法，进行多方案比选，优化选址，避让生态敏感区，从源头减少环境影响；设计阶段：应用生态友好型设计理念，开发环境自适应或低干扰结构形式（如采用仿生学设计），优化施工方案以减少海洋哺乳动物、鸟类受扰，设计环保型海底铺设和拆除方案，推广使用低噪声设备；建造阶段：采用先进的环保施工船舶和设备，严格控制船舶排污和噪声，减少悬