Effect of wave nonlinearity on fatigue damage and extreme responses of a semi-submersible floating wind turbine     

《Applied Ocean Research》2019

Floating wind turbine has been the highlight in offshore wind industry lately. There has been great effort on developing highly sophisticated numerical model to better understand its hydrodynamic behaviour. A engineering-practical method to study the nonlinear wave effects on floating wind turbine has been recently developed. Based on the method established, the focus of this paper is to quantify the wave nonlinearity effect due to nonlinear wave kinematics by comparing the structural responses of floating wind turbine when exposed to irregular linear Airy wave and fully nonlinear wave. Critical responses and fatigue damage are studied in operational conditions and short-term extreme values are predicted in extreme conditions respectively. In the operational condition, wind effects are dominating the mean value and standard deviation of most responses except floater heave motion. The fatigue damage at the tower base is dominated by wind effects. The fatigue damage for the mooring line is more influenced by wind effects for conditions with small wave and wave effects for conditions with large wave. The wave nonlinearity effect becomes significant for surge and mooring line tension for large waves while floater heave, pitch motion, tower base bending moment and pontoon axial force are less sensitive to the nonlinear wave effect. In the extreme condition, linear wave theory underestimates wave elevation, floater surge motion and mooring line tension compared with fully nonlinear wave theory while quite close results are predicted for other responses.  相似文献   

海气动量通量研究综述   总被引：1，自引：0，他引：1  

冯兴如  李水清  尹宝树 《海洋科学》2018,42(10):103-109

海气界面动量通量也称为风应力,是海流和表面海浪的主要驱动力,是海洋从大气获得动量的重要途径。因此,合理可靠的海洋表面风应力的参数化对于海洋、大气和波浪以及气候模式的准确预报都具有非常重要的科学意义和实用价值。对风应力拖曳系数的参数化是风应力参数化的主要内容。近来的观测发现,风应力拖曳系数随着风速的增加出现了先增后减的趋势,同时还与海面的波浪状态以及海流有关。基于观测或理论分析,目前已经得到了一系列的风应力拖曳系数计算方法或公式,有的考虑了海浪的作用,有的没有,但这些方案大都是适合中低风速,在高风速下的适用性还有待检验。本文回顾了目前在海气动量通量观测和参数化方面的研究进展,并建议应增加高风速下风速、海流以及海浪等的同步观测,以进一步完善风应力参数化方案。  相似文献   

三个台风对我国东部沿海风电的联合影响     

吕海滨  刘昱君  顾鹏  赵星宇  陆银娟 《海洋科学》2019,43(9):72-77

基于CCMP(cross-calibrated multi-platform)再分析风场数据,研究了9907号, 9908号和9909号3个台风对中国沿海5个风电场的影响,分别从台风的形成以及路径,对沿海风电场风速的影响,台风期间的发电情况等详细地描述了台风对风电机组的影响。发现:台风对5个海上风电场的影响可以分为3个阶段,第一阶段是1999年8月1—4日,输出功率由南向北依次降低,此时主要受9907号台风的影响;第二阶段是8月6—9日,8月6日也呈现输出功率由南向北降低,主要是9909号台风由南海途径台湾海峡即将进入东海的影响;受9908号台风影响, 8月7日最大输出功率出现在S3风机。8月8日,受9908和9909号台风的叠加影响, S4风机的输出功率达到15天的最大值38.4 MW。第三个阶段是8月12—15日,受大气锋面的影响, S1—S5输出功率呈现波动。台风过境期间提高了各站点的运营能力和部分站点的额定容量,未对风电机组产生大的破坏。研究成果可为相关部门在台风期间海洋风力发电的决策提供参考。  相似文献   

近20年渤海叶绿素a浓度时空变化   总被引：3，自引：0，他引：3  

田洪阵  刘沁萍  Joaquim I. Goes  Helga do Rosario Gomes  杨萌萌 《海洋学报》2019,41(8):131-140

浮游植物作为食物链的基础，对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场，该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台，对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并，并研究其时空变化特征。研究表明，近20年来，渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%，且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势；除11月外，其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部，叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。  相似文献   

Dynamic modeling and vibration suppression for an offshore wind turbine with a tuned mass damper in floating platform     

《Applied Ocean Research》2019

The worldwide demand for renewable energy is increasing rapidly. Wind energy appears as a good solution to copy with the energy shortage situation. In recent years, offshore wind energy has become an attractive option due to the increasing development of the multitudinous offshore wind turbines. Because of the unstable vibration for the barge-type offshore wind turbine in various maritime conditions, an ameliorative method incorporating a tuned mass damper (TMD) in offshore wind turbine platform is proposed to demonstrate the improvement of the structural dynamic performance in this investigation. The Lagrange's equations are applied to establish a limited degree-of-freedom (DOF) mathematical model for the barge-type offshore wind turbine. The objective function is defined as the suppression rate of the standard deviation for the tower top deflection due to the fact that the tower top deflection is essential to the tower bottom fatigue loads, then frequency tuning method and genetic algorithm (GA) are employed respectively to obtain the globally optimum TMD design parameters using this objective function. Numerical simulations based on FAST have been carried out in typical load cases in order to evaluate the effect of the passive control system. The need to prevent the platform mass increasing obviously has become apparent due to the installation of a heavy TMD in the barge-type platform. In this case, partial ballast is substituted for the equal mass of the tuned mass damper, and then the vibration mitigation is simulated in five typical load cases. The results show that the passive control can improve the dynamic responses of the barge-type wind turbine by placing a TMD in the floating platform. Through replacing partial ballast with a uniform mass of the tuned mass damper, a significant reduction of the dynamic response is also observed in simulation results for the barge-type floating structure.  相似文献   

挑坎体型对下游雾化影响的试验研究          下载免费PDF全文

练继建  冉聃颉  何军龄  张紫畅 《水科学进展》2020,31(2):260-269

以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:①各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。②对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m 2·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m 2·min)。③随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。  相似文献   

半潜式浮式风机支撑平台首摇运动特性分析     

陈嘉豪  胡志强 《海洋工程》2019,37(1):20-28

借助FAST软件对OC4半潜式浮式风机平台进行数值计算,分析了影响海上浮式风机平台首摇运动的一系列重要因素及其变化规律(如风向变化、浪向变化、陀螺力矩等)。研究了平台首摇运动所诱导的风机系统动力响应,发现浮式风机首摇运动不仅会加剧平台耦合运动响应,而且还会影响风机的气动性能和加剧锚泊张力波动。提出并探讨了几种减小海上浮式风机支撑平台首摇运动的方法。  相似文献   

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果     

郭长宝  王保弟  刘建康  涂杰楠  张永双  马剑飞  铁永波  韩冰  马鑫  刘峰  李雪  孟文  钟宁  杨志华  吴瑞安 《中国地质调查》2020,7(6):1-12

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。  相似文献   

旋翼无人机测算风速风向技术研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

何诚  吕振义  李瑾  王越  舒立福 《测绘通报》2019,(12):91-95

目前大部分民用无人机没有准确测量风速、风向和预警风场的功能，然而森林火灾扑救等多种场景需要无人机可以提供准确的风速。本文提出了一种基于旋翼无人机坐标数据测算风速风向的技术，通过无人机主机RTK坐标信息及方位角、倾角数据精准获取螺旋桨点相对坐标信息，选择不同负载条件下无人机以1~16 m/s的不同速度分别飞行30 s以上，根据螺旋桨坐标信息变化数值，结合风洞测试数据及风场动力学原理，研究风速与旋翼无人机倾角关系，并通过风洞试验检验该方法精度；并可根据无人机RTK推算出的螺旋桨坐标变化信息判断风向。结果表明，无人机风速与旋翼无人机倾角呈正相关关系；无人机负载加重时，对应受风速干扰的倾角会相对减小；无人机飞行受阵风干扰出现噪点的概率，高海拔区域大于低海拔区域；并建立六旋翼无人机飞行倾角的风速估算模型y=－1.043 5+1.150 1x，该模型测算风速的中误差值为0.966，绝对值小于1，满足应急指挥现场对无人机测量风速精度要求。该方法得到风速测算精度高，可以为旋翼无人机实时获取风速风向提供一种可行方法，具有一定的实用价值。  相似文献   

地灾监测的大数据信息平台研究及应用     

何伟  张伦宁  贺成成  梁霄  宋连凯 《测绘通报》2019,(1):127-131

重点对地灾监测方面的方案研究进行了阐述，在构建大数据信息平台的设计方案时，以实现高度自动化的全方位监测功能为导向，依托导航卫星数据接收机和多源传感器，集成构建大数据信息平台的系统解决方案，主要包括扼流圈卫星天线、GNSS数据接收机、MEMS传感器、环境测量单元、防雷区域单元等功能元件的组成、多传感器的系统集成，以及全方位监测的功能实现。按照地灾监测大数据信息平台建设、构建大数据平台关键技术突破及检测数据解算软件功能实现的顺序，完成了GNSS实时监测预警应用网络系统HCmonitor的研发。综合应用多种手段实现地灾监测的功能升级，为解决重大灾害预警提供了新的思路和解决方案，该项成果在甘肃舟曲的灾后重建工程得到应用与推广。  相似文献