波浪作用下基于不同负载的一种Savonius型水轮机捕能性能研究     

黄炎晨  黄方平  刘静 《海洋工程》2022,40(2):118-129

通过水轮机捕能是当前常用的海洋能利用方式之一。桨叶作为水轮机关键部件,其性能一直是研究的重点。针对目前波浪条件下带负载运转的Savonius型水轮机相关捕能性能研究较少的情况,采用数值仿真方法,结合对应工况条件的物理试验,研究了一种Savonius型水轮机在不同波浪环境下带负载运转的捕能性能。采用Star CCM+仿真软件,建立数值波浪水池,设置环境参数,划分网格调整变量进行水轮机运转的水动力模型数值研究。在造波试验水池中利用推板改变波浪周期与波高,进行水轮机运转的物理试验。采集在不同负载下水轮机桨叶的转速和扭矩数据,计算并分析功率等参数,总结变化趋势,评价捕能效果。研究发现水轮机在1.6 s的波浪周期条件下,桨叶承受1.5 N·m负载时达到最佳捕能效果,其功率为23 W。为实际海域中水轮机桨叶的结构设计研究和相关工程应用提供参考。  相似文献   

万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆流场数值模拟     

陈锋华  赵敏 《海洋工程》2022,40(2):143-153,176

耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内爆进行了数值模拟。通过低压模拟结果与理论解和试验值比较,验证了模拟方法的有效性,进而开展万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆模拟。分析发现：陶瓷耐压结构发生内爆后,其内部气腔存在多次压缩—反弹现象,深海环境压力越大则反弹越不明显;气腔反弹阶段,在结构外部将产生数倍于深海环境压力的冲击波,且传播速度接近声速;冲击波压力峰值与到球心距离呈负指数幂函数关系;在相同深海环境压力下,耐压结构外部监测点的冲击波压力与球体半径呈正比例关系。  相似文献   

集成于方箱防波堤的双气室振荡水柱波能装置转换效率研究     

郭权势  邓争志  万占鸿 《海洋工程》2022,40(2):106-117

为实现建造、运行和维护等方面的资源共享,将振荡水柱(oscillating water column,简称OWC)波能转换装置与现有海工结构集成耦合,已成为目前海洋波浪能转换利用的热点问题。以集成于方箱防波堤的双气室OWC装置为研究对象,借助开源代码平台OpenFOAM和造/消波工具箱waves2Foam,采用流体体积法(VOF)捕捉自由面和6自由度(6DOF)动网格求解器模拟垂荡运动响应,对在不同规则波作用下,中墙相对宽度、中墙相对吃水对装置波能转换效率及水动力特性的影响进行数值研究。结果表明,较大的中墙相对宽度能够增强装置的波能转换效率(ξ_total(max)=73%)、降低结构物的相对垂荡位移并对装置前后气室内水柱的振荡幅度与压强变化产生影响;增加中墙相对吃水能显著提高气室在中高频波段波能提取效率(ξ_total(max)=78%),并显著拓宽气室的高效频率带宽(0.9≤ω²h/g≤2.2)。  相似文献   

新型半潜式海上风力机基础水动力特性研究     

魏东泽  阙小玲  付图南  周阳  杜珈宇  王金涛 《海洋工程》2022,40(1):82-92

概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大.  相似文献   

水下滑翔机在识别水团新结构中的应用          下载免费PDF全文

田永青  陈航宇  周喜武  潘爱军  邱云 《应用海洋学学报》2022,41(2):240-248

本研究基于中国科学院沈阳自动化研究所自主研发的水下滑翔机在热带东太平洋观测获取的连续剖面温盐数据,并通过与多套不同数据的比测,证实国产水下滑翔机观测的温盐数据准确可靠,未来可大范围应用于深海大洋。观测结果首次发现该海域北太平洋中央水（NPCW）（50~100 m）的60~80 m层分布着中间层低盐水,分析认为该低盐水来源于水团下方的加利福尼亚流系水（CCS）,中间层低盐水形成的动力机制主要受跃层附近的内波控制,并与内波强度密切相关,同时受上层（20~60 m）障碍层的影响,该中间层低盐水仅仅出现在60~80 m。本研究发现内波与障碍层能够通过影响动能与热能的传输进而促进水团新结构的形成,相关成果丰富了内波与障碍层对上层海洋响应的研究,具有重要的科学价值。  相似文献   

Improvement of pseudo-static method for slope stability analysis   总被引：2，自引：0，他引：2  

Chang-wei Yang  Jian-jing Zhang  Xiao Fu  Chuan-bin Zhu  Jun-wei Bi 《山地科学学报》2014,11(3):625-633

traditional In this paper, two drawbacks pseudo-static method （vertical of the slice method） in the slope stability evaluation have been studied. First, the sliding mass is divided into vertical slices according to this method, which is irrational to some extent in the seismic design of slope. Second, only peak ground acceleration （PGA） is considered, and the effects of shaking frequency and duration on slope stability are neglected. And then, based on the theory of elastic wave and the summarized geological model, this paper put forwards an improved method of pseudo-method by using the theory of elastic wave and Hilbert-Huang transform. The improved pseudostatic method gives reasonable considerations to the time-frequency effects of seismic wave and its rationality has been verified by the shaking table test. This method can evaluate the safety of a slope, the happening time and the scale of landslides. At the same time, this method also can improve the high accuracy of the evaluation of the safety of the slope.  相似文献   

Damming of large river by debris flow: Dynamic process and particle composition     

Cui Du  Ling-kan Yao  Subhashsagar Shakya  Lun-gui Li  Xiao-dan Sun 《山地科学学报》2014,11(3):634-643

The frequency and extent of debris flows have increased tremendously due to the extreme weather and the Wenchuan earthquake on May 12, 2008. Previous studies focused on the debris flow from gullies damming the mountain streams. In this paper, an equation for the run-out distance of debris flow in the main river is proposed based on the dynamic equation of debris flow at different slopes given by Takahashi. By undertaking field investigations and flume experiments, a new calculation method of the volume of debris flow damming large river is obtained. Using the percolation theory and the renormalization group theory it was deduced that the large particles should comprise more than 50% for forming a stable debris flow dam. Hence, the criteria of damming large river by debris flow is presented in terms of run-out distance and grain composition which was then validated through the event of damming river by debris flow at Gaojia gully, the upper reaches of the Minjiang River, Sichuan, China, on July 3, 2011.  相似文献   

一种近岸波浪动能发电装置     

童军杰  ;凌长明  ;马晓茜 《广东海洋大学学报》2014,(4):80-83

设计了一种近岸波浪动能发电设备,其特有的双通道结构可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。同时,根据近岸波浪能的特点,分析了近岸海水动能和远离海岸波浪波高的关系,研究了通过发电设备的水流速度和设备的流通面积。  相似文献   

气象上寒潮天气两种不同统计方法的探讨     

辛志远 《内蒙古气象》2014,(4):28-29

文章使用多伦县2001—2010年寒潮天气统计资料,分析了当地寒潮变化特征,通过对寒潮统计两种不同方法从降温特征、大气环流特征及地表覆盖几个方面进行分析,得出如下结论:按日最低气温降温幅度统计寒潮天气出现次数明显多于按日平均气温降温幅度统计寒潮天气出现的次数,尤其在初冬和冬末季节日最低气温变化比日平均气温变化幅度更加剧烈。  相似文献   

小波分析在雷击大气电场波形去噪分析中的应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

李振亚  肖稳安  张其林  白筱璐  马忠安 《气象科学》2014,34(3):282-287

雷击时大气电场信号中混杂的噪声信号影响对真实大气电场信号的分析、提取和使用。文中通过计算仿真信号和去噪前后真实电场信号的均方误差,分析选取不同的小波函数、阈值法和小波分解层数对去噪效果产生的影响。考虑雷击时大气电场信号的信噪比,选用sym5小波和db5小波与minimaxi和rigrsure阈值法结合,且对小波的分解层数选用6~7层,进行大气电场波形的去噪处理,其去噪效果比较理想。最后,将该方法用于实际雷击大气电场波形数据的去噪处理,对雷击时电场波形的突变性检测中,在20个样本中有14个在首次雷击前1.5~2 h具有突变过程,占70%,这为将大气电场仪资料引入其他气象参数预报模型提供了切入点。  相似文献