超浅水浮式波浪能发电装置弹性系泊系统及水动力性能的数值与模型试验研究

超浅水环境下浮式波浪能发电装置系泊系统性能的优劣直接影响装置在极限海况下的生存性和工作海况下的波浪能俘获性。针对波能装置运动特点和岛屿周边海域经济性开发的需要,设计一套适合超浅水环境的自动对浪型多点弹性系泊系统,并在系泊线中加入非线弹性拉伸材料——高弹性索。首先以鹰式波浪能装置为系泊对象,给出混合高弹性索和聚酯纤维系泊系统2种设计方案,通过对比分析,发现高弹性索可有效降低锚泊线的最大张力和普通锚链的用量,减轻系泊系统重量。混合高弹性索系泊系统用于超浅水环境下的浮式波浪能装置更具优越性。在此基础上,对极限工况下混合高弹性索系泊鹰式和细长体波浪能装置水动力性能进行时域耦合和水池模型试验研究。研究表明混合高弹性索多点弹性系泊系统能满足一般浮式波浪能装置在浅水大漂移载荷等恶劣海况下对锚泊系统的要求。     

单柱式浮式风力机动力响应及系缆疲劳评估研究

以5 MW单柱式浮式风力机为研究对象,提出一种考虑风浪流耦合的浮式风力机动响应分析及系缆疲劳评估方法。应用FAST软件,考虑风浪流耦合,计算浮式风力机的动态时域响应和系缆张力,使用Matlab软件编写基于雨流计数法、S-N曲线和Miner线性累积损伤理论的程序,计算系缆的疲劳寿命。结果表明:对于浮式风力机,张紧式系泊能更好地控制结构的运动响应。同一工况下,悬链线式系泊缆绳疲劳寿命明显大于张紧式系泊,且锚链和缆绳连接处更易发生疲劳损伤。虽然张紧式系泊在动力响应和疲劳性能方面不及悬链线式系泊,但考虑到新型聚酯材料具有抗拉强度高、材质轻以及耐腐蚀等特性,仍将是今后深海系泊的重要发展趋势。     

南海海况下半潜浮式风机在故障工况下的动力学响应分析

  [目的]  作为新型清洁可再生能源,风力发电的发展备受瞩目。随着风力发电由陆上向海洋发展,海上浮式风电发展迅速。  [方法]  以南海海况下半潜浮式风机为研究背景,采用ANSYS-AQWA分析软件,对浮式风机在南海典型海况下的动力学响应进行了分析。采用等效载荷法模拟空气动力荷载,采用势流理论计算水动力荷载和系泊系统的锚链荷载。  [结果]  研究表明:当单根锚链发生断裂时,浮式风机的纵荡和运动会大幅增加,可能会引起平台失控。当两根锚链断裂时,在一定时间内,运动响应会适当增加。因此建议采用冗余系泊系统,即单组多根锚链,从而在单根锚链失效后为更换锚链赢取时间。  [结论]  研究成果为我国深海浮式风电的开发提供了一定的参考。对于舱室破损工况的破损机理及数值模拟方法,有待进一步的研究。     

车用汽油机曲轴断裂分析与研究

某发动机全速全负荷试验中,曲轴发生断裂。为查找断裂原因,对曲轴弯曲疲劳试验过程进行仿真模拟,并根据实验结果标定疲劳分析影响参数。然后通过多体动力学仿真得到曲轴实际工作状态下的载荷历程,进行疲劳强度计算。同时还对曲轴断口进行分析。研究结果表明曲轴的最小安全系数满足设计要求,而曲轴断裂是由台架安装不当引起的。     

不同极限平衡法确定边坡安全系数的比较与分析

现行规范中关于安全系数的取值主要是根据工程等级和计算工况确定,对计算方法的区分过于笼统。为分析按不同极限平衡法分别确定的边坡安全系数值,结合30个均质边坡算例,通过统计分析不同极限平衡法稳定系数计算结果之间的关系,确定了不同方法安全系数取值之间应满足的关系。结果表明,不同极限平衡方法的稳定系数计算结果之间基本呈线性关系,各自安全系数的取值应满足相应的线性比例关系。     

黄土深基坑开挖边坡稳定的实例分析

以某黄土地基深基坑边坡稳定的分析为实例，给出了均质非饱和黄土边坡稳定系数的实用计算方法，以及在安全系数不满足有关地基规范要求时，采用适当的施工措施使工程顺利实施的经验，对类似工程有一定借鉴意义。     

考虑非线性强度指标的面板堆石坝坝坡稳定可靠度分析

采用非线性强度指标按简化毕肖普法给出的抗力弯矩和滑动弯矩定义坝坡稳定可靠度分析的功能函数,并应用一次二阶矩法计算可靠指标,提出了一种混凝土面板堆石坝坝坡稳定可靠度计算方法,以某面板坝坝坡为例进行了稳定可靠度分析。结果表明,各工况上、下游坝坡及深层滑动的最小安全系数均满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,最小可靠指标除地震工况下游坝坡外都满足《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的要求;安全系数和可靠度计算结果的总体规律一致,但在某些情况下有较大差异。对于重要工程,建议同时进行安全系数和可靠度分析。     

深水装备中国路径

随着“海洋981”集群效应的逐渐显现，中国深水石油装备界正累积提升位阶的能量。壁垒和偏见来自哪里？ 坐在长条形会议桌的一边，亚星锚链董事长陶安详点上一支烟，踌躇满志。“我们要扩大系泊链生产，争取在这个领域做到世界第一”，陶带江苏泰州本地口音，脱口而出一一亚星内外，这句话他已重复多遍。由亚星锚链研发制造的R5级系泊链已成为一张“名片”。去年8月，“海洋石油981”钻井平台在舟山群岛附近海面调试，遭遇14级台风“梅花”正面冲击，惊涛骇浪中，全凭12根亚星牌系泊链“定”住乾坤。系泊链是深水石油辅助设备，此前以R4级系泊链为主，更高强度R5级系泊链在国际上还是首次出现。早在数年前，陶安详就看中海洋装备这个市场，谋求转型。     

太阳能聚光热发电系统跟踪角的矢量分析

针对太阳能聚光热发电系统中跟踪装置的跟踪角计算方法及相应的涉及几何光学的计算公式(如反射光方向、入射角等)均不相同的问题,通过矢量法简化了理论推导过程,给出塔式、槽式、碟式、线性菲涅耳型四种主要的太阳能聚光反射装置的跟踪角、入射角及反射光的矢量计算公式,可为实际工程应用及分析提供必要的理论基础。     

基于滑带土等效抗剪强度参数的古滑坡稳定性分析

采用野外直剪试验方法测定鹅公带古滑坡体滑带土强度参数,据此求得的滑坡稳定安全系数与古滑坡已处于临界失稳的现状不符,为此特提出考虑降雨条件下浸润线升高等因素影响下的滑带土等效抗剪强度参数,利用强度折减法,通过FLAC3D软件反分析得到等效抗剪强度参数,并利用该参数计算不同运行工况下的鹅公带古滑坡体稳定安全系数。结果表明,各种工况下古滑坡稳定安全系数均不满足规范要求,且在汛限水位及水位骤降情况下处于失稳状态,应进行加固处理。     

海马箐水库粘土心墙堆石坝渗流稳定有限元分析

为同时考虑粘土心墙堆石坝渗流场和应力场耦合作用,以海马箐水库工程粘土心墙堆石坝为例,采用有限单元法计算了正常蓄水位时坝体位移、应力特性及渗流时坝体边坡稳定性。结果表明,大坝在正常蓄水位下不会出现渗透破坏,心墙坝的应力〖CD1〗应变符合一般规律,坝体的应力和变形性态基本良好;在稳定渗流作用下,上、下游坝坡稳定,抗滑稳定安全系数均满足规范要求。     

基于Femfat软件的风扇连接盘结构可靠性分析

针对某发动机耐久试验过程中出现的风扇连接盘断裂故障,基于多工况载荷边界,利用Abaqus软件对风扇连接盘系统进行了应力仿真,并将应力结果导入Femfat软件进行疲劳分析。结果显示,风扇连接盘最小疲劳安全系数为0. 92,不满足设计要求。根据疲劳分析结果对连接盘结构进行了优化改进,提高连接盘的疲劳安全系数,使之达到1. 46,满足了产品设计要求并通过了耐久考核试验。该结构可靠性分析方法对风扇连接盘设计具有重要指导作用。     

层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

Spar型漂浮式风力机断缆影响及运动稳定性研究

为探究系泊断裂对漂浮式风力机造成的影响，建立基于Spar平台的漂浮式风力机多刚体动力学模型，研究在正常运行工况以及风浪存在不同夹角工况下系泊断裂对其动力响应的影响，通过考虑漂浮式风力机断缆前后的运动稳定域探讨两种风电场布置的可行性。结果表明：漂浮式风力机的纵荡与横荡运动受系泊断裂的影响较大，且位于荷载方向两侧的系泊相比其他系泊在发生断裂后对风力机运动响应的影响更大；对于风浪夹角工况，30°以下的风浪夹角不会增大系泊断裂给漂浮式风力机带来的不利影响；对于采用共享锚链锚固点的风电场布置而言，星形布置方式存在相邻风力机碰撞的风险，宜采用安全距离较大的六边形布置。     

某V12发动机曲轴强度计算与扭振分析

基于某V12发动机开展了曲轴轴系的扭振、应力集中和耐久疲劳强度分析.按照IACS UR M53标准及CCS《钢质海船入籍规范》,采用一维分析法测定了曲轴主轴承圆角、曲柄销圆角、曲柄销油孔出口的名义应力,同时计算了等效应力和最小安全系数.结果显示:曲轴设计满足IACS UR M53标准及CCS《钢质海船入籍规范》的要求.     

海上漂浮式风力机Spar平台系泊型式及动态响应研究

平台的稳定性是海上漂浮式风力机安全运行的基本保障。研究两种新型系泊型式对海上漂浮式风力机Spar平台动态响应的影响及系泊的安全性。建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL(美国国家可再生能源实验室)5 MW漂浮式风力机整机模型,综合考虑叶片空气动力载荷、平台的波浪载荷及平台与系泊系统的耦合。首先,验证水动力学模型的可靠性,然后分析平台在不同风浪下的时域动态响应,并评估其生存能力。结果表明:两种新型系泊型式均能大幅减小纵荡响应,对纵摇响应影响很小;型式Ⅰ对纵荡响应的抑制小于型式Ⅱ,且二者对纵荡的抑制作用随系泊间夹角的增加而减小;型式Ⅲ-30°系泊在完整状态下的安全系数大于1.67,破损状态下大于1.33,均满足设计要求。     

基于正交化的混合式平台漂浮式风电场平台动态响应研究

为研究混合式平台漂浮式风电场平台动态响应,分别建立基于Spar和Barge平台的漂浮式风力机整机模型,采用链接悬链线和固定悬链线将其链接以建立2×2阵列漂浮式风电场。采用叶素动量理论计算风载荷,通过辐射/绕射理论求解波浪载荷,采用水动力学软件AQWA研究风波载荷作用下漂浮式风电场平台的动态响应。针对Spar和Barge平台尺度大小不同导致系泊系统不对称引起的Spar平台横摇和艏摇响应较大问题,提出"依照尺度最大平台正交布置链接悬链线"的漂浮式风电场系泊系统布置准则。为验证所提出的系泊系统布置准则的可行性,对比研究系泊系统正交化前后漂浮式风电场平台的动态响应。结果表明,在极限海况下,系泊系统的正交化布置可减小Spar平台横荡响应,但一定程度会增加纵荡响应;而系泊系统正交化与否对漂浮式风电场平台垂荡、纵摇响应和机舱加速度影响较小。此外,正交化布置的系泊系统可显著减小Spar平台横摇和艏摇响应、Barge平台艏摇响应,而Barge平台横摇响应几乎不受影响。     

基于正交化的混合式平台漂浮式风电场平台动态响应研究

为研究混合式平台漂浮式风电场平台动态响应,分别建立基于Spar和Barge平台的漂浮式风力机整机模型,采用链接悬链线和固定悬链线将其链接以建立2×2阵列漂浮式风电场。采用叶素动量理论计算风载荷,通过辐射/绕射理论求解波浪载荷,采用水动力学软件AQWA研究风波载荷作用下漂浮式风电场平台的动态响应。针对Spar和Barge平台尺度大小不同导致系泊系统不对称引起的Spar平台横摇和艏摇响应较大问题,提出"依照尺度最大平台正交布置链接悬链线"的漂浮式风电场系泊系统布置准则。为验证所提出的系泊系统布置准则的可行性,对比研究系泊系统正交化前后漂浮式风电场平台的动态响应。结果表明,在极限海况下,系泊系统的正交化布置可减小Spar平台横荡响应,但一定程度会增加纵荡响应;而系泊系统正交化与否对漂浮式风电场平台垂荡、纵摇响应和机舱加速度影响较小。此外,正交化布置的系泊系统可显著减小Spar平台横摇和艏摇响应、Barge平台艏摇响应,而Barge平台横摇响应几乎不受影响。     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝坝坡稳定性分析

以重庆金佛山沥青混凝土心墙堆石坝工程为例,同时考虑非线性及线性强度指标,采用极限平衡法分析了大坝竣工期、蓄水期、水位骤降期及地震作用下的坝坡稳定性。结果表明,该堆石坝在7种计算方法下坝坡安全系数均满足规范要求,采用非线性强度指标时危险滑弧深度贯通,计算结果合理。     

基于Matlab的夹点分析法研究换热网络

利用Excel软件,采用夹点技术对换热装置及换热网络用能进行诊断,并计算出系统存在的节能潜力。运用Matlab软件,编制出一个适用于任意多流股换热优化的.m函数文件。通过该程序,文件能够快速准确地计算出任意换热系统所需最小公用工程热物流和所需最小公用工程冷物流的流量,并得出当前系统的换热节能潜力,为新系统的设计和已有系统的改造优化提供快捷的计算及分析工具。