漂浮式风力机张力腿平台“拟静力”结构强度分析

张力腿平台结构在外界环境载荷作用下的力学分析是张力腿平台设计研究的重点。利用ANSYS软件,采用拟静力分析的方法,对张力腿平台(Tension Leg Platform,TLP)在极端海况风、波、流载荷联合作用下的结构强度进行分析,并针对平台应力集中区域通过添加支撑板的方法进行了局部改进,对改进后的平台再次进行了模拟验证。结果表明:平台立柱隔板的中央位置和立柱顶端变形量较大;平台顶部隔板、底部隔板与立柱联接的地方均出现应力集中;在平台应力集中区域添加支撑板的方法可以明显改善平台局部区域的应力分布,降低应力集中现象的危害。     

襟翼长度对翼型水动特性影响

针对日益受到关注的潮流能水轮机中叶轮所用翼型水动力问题,采用CFD数值模拟方法,以NACA0018为基准翼型,对比分析了带襟翼翼型和原始翼型的流场变化,以及襟翼长度对翼型水动特性及表面静压力系数分布的影响。数值计算结果表明:襟翼可以使翼型失速攻角延后,且在达到失速攻角后可比原始翼型对应攻角时的升力系数有所提高;在小攻角下,襟翼对翼型压力分布影响较小,襟翼长度为0.3c(c为翼型弦长)时,压力系数改变最为明显;当攻角接近失速攻角时,襟翼长度为0.2c时,在所研究范围内,翼型水动特性最优;达到失速攻角后,襟翼对翼型流场及静压系数分布影响较大,翼型前缘吸力面低压区范围增大,压力面高压区范围均匀分布,且当襟翼长度为0.2c时翼型水动特性最优,其升力系数较原始翼型升力系数均有较大提升,阻力系数变化不大。     

粗糙度对风力机专用翼型气动性能影响

针对风力机专用翼型FFA-W3-211进行数值模拟,深入系统探讨了粗糙度对该翼型气动性能的影响。采用剪切应力输运k-omega湍流模型进行CFD计算;于翼型表面均匀分布不同粗糙度,求出该翼型敏感粗糙度;同时,研究了在该翼型吸力面和压力面不同位置布置敏感粗糙度时,粗糙带位置对翼型升力系数和阻力系数的影响,分别求出吸力面和压力面的敏感粗糙带位置,与软件XFOIL算出转捩点位置进行对比,分析粗糙度对该翼型气动性能的影响。计算结果对风力机专用翼型的设计与开发具有一定的理论价值。     

麻秆芯缓冲包装材料静态缓冲特性和蠕变性能研究

对研发的麻秆芯缓冲包装材料进行了静态压缩和蠕变性能试验研究.比较分析结果表明:麻秆芯缓冲包装材料是一种优良弹性材料,有适宜的硬度和抗压性能,受外力作用时,无明显的屈服点,不出现材料的溃散,在很宽的应力范围内皆可表现出突出的缓冲特性;材料受到多次冲击后仍能保持良好的缓冲特性.麻秆芯缓冲包装材料具有优良的抗蠕变特性.相比较而言,在试验初期(1h前)材料蠕变相对较大,且变化率较快,后期(24h后)的变化率较慢,曲线几乎呈直线状态;材料最大蠕变率、残余应变皆随着静应力的增大而增大.测试压缩载荷分别为13.5kg(静应力52.92kPa),19kg(静应力74.48kPa),30kg(静应力117.6kPa)条件下,材料的最大蠕变率分别为0.0367%,0.0417%,0.050%.试验卸载24h后材料的残余应变分别仅为0.0210%,0.0245%,0.0323%.     

垂荡板对漂浮式风力机水动力特性的研究

为研究垂荡板对漂浮式风力机Spar力机为研究对象,运用数值计算方法得出不同透空率垂荡板和在相同透空率下不同孔数垂荡板的水动力性能,并分析其频域和时域特性。结果表明,在相同孔数不同透空率垂荡板对比分析中,漂浮式风力机Spar为10%垂荡板作用下的稳定性最佳;选用透空率10%的垂荡板,对其进行不同开孔,并对8孔、12孔、16孔、20孔、24孔、28孔和32孔进行水动力特性分析对比,其中附有24孔垂荡板漂浮式风力机Spar平台的稳定性最好。     

前缘改形对翼型气动噪声特性影响

为得到高气动性能、低噪声的风力机专用翼型,基于参数化建模翼型,研究前缘外形对风力机翼型气动性能及气动噪声的影响规律。通过分离涡模拟方法和声学类比方程建立噪声预测方法。针对非对称翼型S809通过样条函数参数化处理前缘改形进行气动噪声计算。结果表明:翼型压力面前缘加厚,对翼型升阻力系数无明显影响,但大攻角时翼型周围压力分布均匀,流动相对稳定,且气动噪声声压级低于原始翼型,随压力面厚度增加气动噪声越大;吸力面加厚使得翼型升力系数增大,阻力系数减小,能抑制翼型失速时尾缘涡与前缘涡的生成,变形量越大气动噪声越小;翼型前缘上弯,翼型在失速区升力系数减小,阻力系数增大,流动越加不稳定,声压级随着攻角的增加呈递增趋势;翼型前缘下弯,翼型处于失速区升力系数增大,阻力系数减小,能抑制流动分离,未生成前缘涡和尾缘涡,当前缘下弯不变时,随加厚厚度增加翼型声压级呈减小趋势,且前缘下弯翼型声压级小于前缘上弯。     

水能资源开发生态补偿政策框架研究

首先运用经济学产权理论及其外部性原理、生态系统空间特征和栅格模型揭示出水能资源开发中存在的外部性,接着应用制度经济学理论指出外在制度与公共政策之间的关系,从而为构建水能资源开发生态补偿制度基础和政策框架建立了理论基础,最后提出了制度基础和多层次的生态补偿的政策框架.     

尾缘襟翼对风力机翼型气动特性影响研究

尾缘襟翼(TEF)因其对翼型气动特性的调控能力,被认为是降低叶片疲劳和局部载荷最具可行性的气动控制部件。对TEF进行建模,采用Xfoil和CFD软件分析了TEF对翼型气动特性的影响及其机理,并从叶素理论角度对变化来流下TEF的减载效果进行了验证,结果表明:TEF位于不同摆角时翼型升阻力系数均有不同程度的变化,TEF可有效实现对翼型气动特性的主动控制;TEF摆动改变了翼型表面的静压分布和流动状态,进而对翼型升阻力和失速攻角产生影响;TEF可快速有效降低风速突然增加后的叶素受力,进而控制并减小叶片载荷。     

基于PSPL-SAPAD-AHP的社区智能补给站服务系统设计研究

目的 在推进全龄友好型城市建设的背景下,探索创新型社区服务系统的设计策略和应用,从而满足居民智能化、多元化、个性化的社区服务需求。方法 以产品服务系统理论为指导,首先,通过PSPL法洞察和分析目标社区的服务设施空间品质和居民使用服务设施的行为;其次,利用SAPAD模型拆解居民行为,聚类分析各个意义层级后得到初级意义簇;最后,引入AHP法,对初级意义簇的权重进行计算和排序,归纳得出核心意义簇。结果 根据核心意义簇实现意义-对象的再映射,本映射从科学定量的角度提取了居民的核心需求,并指导了社区智能补给站服务系统的构建。结论 综合运用了定性与定量的PSPL-SAPAD-AHP法,有利于深入把握服务系统所处情境,挖掘居民行为背后的意义,精准映射居民需求,为其它社区服务模式设计和全龄友好型城市建设提供新思路。     

海冰作用下近海桩柱式风力机动力学响应研究

高纬度低温海域海平面存在大量运动状态的海冰,位于此处的近海桩柱式风力机容易受到不规则的海冰载荷作用,风力机平台、塔架和叶片等结构部件的动力学响应均受其影响.为定性及定量分析海冰载荷对叶片和塔架的结构动力学响应的影响程度,以NREL5 MW近海4桩柱式风力机为研究对象,耦合风载荷、波浪载荷及海冰载荷,通过Kane方法建立风力机动力学模型,其中海冰载荷通过冰力函数定义.对比分析了在IEC Lock in冰力函数、Mttnen海冰模型和无海冰作用三种工况下叶片和塔架的结构动力学响应,结果表明:海冰载荷使塔顶位移增加,在Mttnen海冰模型作用下塔顶位移增加了24.1%,在IEC Lock in模型作用下则增加了16%;两种海冰模型均不同程度地使叶片挥舞振动的频率增大,其中在Mttnen海冰模型中变化更加剧烈,这极大地增加了叶片的疲劳载荷.