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随着海上风电产业的快速发展,大型浮式风机逐渐从概念设计走向工程应用,但仍面临较大的挑战。一方面,在风、浪等环境载荷的作用下,浮式风机的气动载荷和水动力响应之间存在明显的相互干扰作用;另一方面,风力机大型化使得叶片细、长、薄的特点愈发突出,叶片柔性变形十分显著,这会影响到浮式风机的耦合性能。基于两相流CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,结合弹性致动线模型和等效梁理论,建立了浮式风机气动—水动—气弹性耦合响应计算模型,并对规则波和剪切风作用下Spar型浮式风机的气动—水动—气弹性耦合响应进行了数值模拟分析。结果表明,风力机气动载荷使得叶片挥舞变形十分显著,而叶片的扭转变形会明显降低风力机的气动载荷。此外,风力机气动载荷会增大浮式平台的纵荡位移和纵摇角,同时,浮式平台运动响应会导致风力机气动载荷产生大幅度周期性变化。进一步地,叶片结构变形响应会使得浮式风机尾流场的速度损失和湍动能有所降低。 相似文献
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针对张力腿系泊浮式风力机的基础运动,忽略柔性构件的影响,建立气动—水动—系泊非线性耦合运动方程。在运动控制方程中包含张力腿系泊系统的非线性回复刚度,桨距角控制以及浮式基础运动对空气动力载荷的影响。在波浪载荷的计算中考虑二阶波浪载荷的作用。采用随机频率相位角调制法生成畸形波波面时历,计算在畸形波作用下张力腿型浮式风力机的动力响应特性。数值模拟结果表明,在畸形波作用下,浮式基础的运动及空气动力性能均受到了显著的影响。其中浮式基础的纵荡和纵摇运动分别受二阶差频与和频波浪力的影响,而垂荡运动的增加则主要是受下沉运动的影响。在畸形波经过的时刻,风力机的功率系数迅速下降,水平方向的风载荷波动先减小,随后其数值急剧下降,而垂直方向的风载荷波动增大。 相似文献
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针对概念设计的位于南海的三腿TLP浮式风机基础,应用基于水动力与空气动力耦合的FAST程序在时域内开展了风机基础的动力响应分析。结果表明,风载荷对TLP风机基础六个自由度的动力响应,尤其是纵摇影响显著。由于耦合作用,二阶波浪力进一步增大了基础的纵荡、横摇和艏摇响应。谱密度分析表明,风载荷及二阶波浪力显著地增大了浮式基础水平面内的低频运动。此外,基于风机基础运动时程,应用ORCAFLEX软件开展了时域内筋腱的顶部张力特性分析,结果表明,风载荷和二阶波浪力增大了筋腱顶张力幅值。 相似文献
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叶片桨距角之间的角度差异产生的空气动力失衡是海上风机的主要动力问题之一。基于海上风机分析程序FAST和水动力计算程序WADAM开发的一种时域数值模拟程序,可计算海上风机系统在风浪载荷作用下的耦合动力响应。应用此数值工具,模拟一个叶片上变桨控制系统失效的情况,研究空气动力失衡对浮式海上风机系统运动响应的影响。分析表明,空气动力载荷失衡引起的激振不仅激发了浮式基础的横向运动,而且增大了基础的纵荡运动和首摇运动。同时,空气动力失衡还大幅增加了风机塔柱底部受到的横向剪切力,对风机系统的安全性造成了威胁。 相似文献
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针对张力腿结构动力响应特点,提出一套张力腿式浮式风机动力耦合理论模型,编制计算程序,并通过与实验结果的对比,验证理论模型以及程序的适用性。张力腿式系泊系统稳定性好,但张力载荷随平台位移的变化显著;张力腿结构的动态响应与支撑平台和风机系统动态响应存在显著的耦合作用。针对张力腿浮式风机动力耦合特性,采用谱方法对张力腿结构建立耦合动力模型;考虑细长体在波浪中受到的粘性力,通过哈密顿原理推导出张力腿运动控制方程,利用自主开发的计算程序DARwind和数值计算方法求解系统动态响应。最后,将数值计算结果同UMAINE的试验数据进行对比分析,以验证程序的合理性。 相似文献
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对于海上浮式风机而言,由于受到剪切风、塔影效应、浮式基础运动等因素的共同影响,其气动载荷会更加复杂,因此如何准确快速地对海上风力机的气动性能进行预估显得尤为重要。基于速度势的非定常面元法理论,研究海上浮式风机气动载荷特性,编制了相关的计算程序。以NREL 5 MW风机为例,建立了叶片和尾流的三维数值模型,计算得到了不同风速下风机的输出功率以及叶片表面的压力分布,对比数据结果分析了该方法的可靠性。针对非定常流动,模拟了剪切风和塔影效应的作用,并重点分析了浮式基础运动对风机气动载荷的影响。研究表明,浮式基础的纵荡和纵摇会增加输出功率的波动幅值,艏摇运动会导致单个叶片上的气动载荷产生较大的波动,为浮式风机叶片控制提供了参考。 相似文献
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以超大型风力机(DTU 10 MW)为研究对象,对现有的大型(NREL 5 MW)无撑杆半潜浮式风力机支撑平台进行放大设计,用于支撑超大型风力机,基于气动-水动-伺服-弹性全耦合计算模型,根据设定的典型工况,使用FAST软件对超大型和大型无撑杆的半潜浮式风力机系统进行时域耦合分析,并依据计算结果对超大型和大型浮式风力机系统的运动响应和结构动力反应等特性进行对比分析。研究发现:半潜浮式风力机大型化后,气动荷载效应对风力机系统的激励作用更为突出,使得浮式平台运动由风荷载激励的低频共振反应比例增大,波频运动比例减小,这也导致由浮式平台低频运动激励的锚链张力反应增大。此外,高倍的飞轮转动频率对大型半潜浮式风力机叶片、塔架结构的激励作用较超大型半潜浮式风力机更为显著。 相似文献
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以Spar型浮式风机为研究对象,研究涡激力对于浮式风机系统运动的影响。对多体动力学软件FAST进行二次开发,加入涡激力的计算接口,实现了在平台涡激、波激、空气动力载荷及系泊联合作用下的Spar浮式风机系统的运动响应的计算。计算了在风、浪、流联合作用下,频率锁定现象发生时,Spar基础的运动响应,分析了风浪下Spar风机运动响应的涡激运动特性,并研究了不同的入流角度的影响。结果表明:考虑涡激力后,Spar基础的横荡运动明显增大;风浪流同向时,风浪的存在会抑制流载荷引起的横荡在涡泄频率的运动;在流与风浪垂直时,会激发Spar基础的更大的纵荡运动响应。 相似文献
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-Dynamic interaction characteristics of the model deeply embedded platform and foundation soil are studied by means of dynamic substructuring interface transformation synthesis and dynamic condensation. The theoretical analysis, computer programs and practical examples are presented; and the results are compared with those obtained by statical condensation method and finite element method. 相似文献
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混凝土动态压缩试验及其本构模型 总被引：7，自引：0，他引：7
按照地震荷载作用的速率范围，利用最新研制和改造的大型混凝土静，动试验系统，进行了4种数量级加载速率下混凝土轴向压缩试验，测得了混凝土动态强度，弹性模量，泊松比及应力-应变关系，根据加载条件和混凝土静，动态试验结果间的关系，建立了混凝土的动态本构模型，为地震区的混凝土结构，海上混凝土采油平台和核防御壳等结构受动荷载作用的分析提供参考。 相似文献
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油气成藏动力学:涵义、方法与展望 总被引：3，自引：0，他引：3
介绍了油气成藏动力学产生的背景、与含油气系统的关系及其内涵、研究内容及不同类型的划分方案，并在此基础上详细剖析了成藏动力学条件、成藏动力学的动力源及其相关研究技术。最后对成藏动力学的发展提出展望。 相似文献
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Tian-Le Liu Wen-Bing Wu Bin Dou Guo-Sheng Jiang Shu-Hui Lü 《Marine Georesources & Geotechnology》2017,35(1):8-16
A new analytical model is presented to analyze the dynamic stress diffusion effect of pile end soil on the vertical dynamic impedance of the pile. The surrounding soil of the pile is modeled by using the plane strain model and the pile is simulated by using one-dimensional elastic theory. Finite soil layers below the pile end are modeled as conical fictitious soil pile with stress diffusion angle which reflects the dynamic stress diffusion effect of pile end soil. By means of the Laplace transform and impedance function transfer method, the analytical solution of the vertical dynamic impedance at the pile head in frequency domain is yielded. Then, a comparison with other models is performed to verify the conical fictitious soil pile model. Finally, based on the proposed solution, the selected numerical results are compared to analyze the influence of dynamic stress diffusion effect for different design parameters of the soil-pile system on the vertical dynamic impedance at the pile head. 相似文献
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基于孔压监测的强夯置换和砂井-强夯处理饱和软土地基试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在青岛某饱和软土场区采用强夯置换和砂井-强夯2种不同方案进行试夯试验。在试验区距夯点不同距离、不同深度的土层中埋设孔隙水压力计,通过观测,分析试夯过程中超孔隙水压力的变化规律,得出以下结论:2 000~2 500kN·m夯击能作用下,点夯试验最佳夯击数为强夯置换14击、砂井强夯16击,且2种方案强夯有效加固深度均可达6m;强夯置换区块距离夯点越近,超孔隙水压力累积幅值越大,而砂井-强夯区块这一趋势则不明显;砂井-强夯区块较强夯置换区快地基具有更好的均匀性,但其夯后超孔隙水压力消散速度比后者慢;孔压监测是确定强夯参数,了解加固深度,评价加固效果的有效手段。 相似文献
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动力定位系统发展状况及研究方法 总被引：21，自引：2，他引：21
动力定位系统（Dynamic Positioning System)是一种闭环的控制系统，其采用推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，从而使船尽可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不会随着水深增加而增加，并且操作也比较方便。本文对动力定位系统发展及各组成部分进行了介绍，以期对动力定位系统有个比较完整的认识。 相似文献
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为研究北部湾地区海砂填料的动力特性，采用高级动态三轴测试系统开展循环荷载下的动三轴试验，研究不同围压及不同动应力幅值对海砂动力特性的影响规律。试验结果表明：轴向累计应变随围压增加而减小，围压150 kPa时振次10 000后应变仅为3%；随着动应力幅值的增大轴向累积应变随之增大，且达到破坏标准的时间越短。动弹性模量随着动应力幅值和围压的增加而增大，不同围压下动弹性模量随动应变的增加出现先骤减再略减后稳定的发展趋势，εd>0.3%后开始趋于稳定；不同动应力幅值下动弹性模量出现先增后减直至稳定的趋势，其中动应力幅值对动弹性模量有明显的影响，围压影响相对较小。孔压比随动应力幅值增加而减小，随围压增加而增加。 相似文献
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作为1个电子商务交易中心在不同的时期、针对不同的客户群和不同的交易方式会有不同的交易规则集与之相适应,而且,随着业务的发展,将来可能会出现各种新的交易模式,或者现有的交易模式中的某些规则可能会发生变化,使得传统的电子商务交易系统难以应对。为了适应动态变化的需求,在对企业间电子商务交易系统的业务需求、功能、特点及其信息系统进行分析的基础上,提出1个由系统级、交易模式级和交易单级组成的3层交易模式组成的动态电子商务交易模型,设计3层电子商务交易模型的基本框架,分析3层要素参数间的继承关系。提出和定义了电子商务要素参数空间及其关键属性,设计和实现1个动态、可重构的电子商务交易系统。通过3层要素参数的自由配置,不但可以满足目前一般批发交易中心所提出的10种交易模式,而且可以自由配置出多达上千种的交易规则集,实现了电子商务系统的灵活可重构和可复用。 相似文献
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An angle exists between the initial static shear stress and cyclic shear stress when embankment and retaining walls are subjected to cyclic loadings. To investigate the influence of this angle on the dynamic properties of marine soft clay, tests were performed on Wenzhou soft clay. When the angle was varied from 0° to 90°, the shear strain and excess pore pressure decreased as θ increased while increased as θ increased from 120° to 180°. Shear strain developed more rapidly when θ was 120°, 150°, or 180° than that when θ was 0°, 30°, or 60°. These results indicate that the number of cycles to failure at the larger angles was greater than at the smaller angles. When θ was 90°, the strain in the x-axis direction increased as the number of cycles increased. The development of the excess pore pressure associated with specimen failure was different for different cyclic shear stress ratios and shearing angles. The effect of θ on the strain and excess pore pressure increased as the cyclic shear stress ratio increased. 相似文献