半潜型风电浮式基础运动特性试验研究

针对5 MW海上风机半潜型浮式基础的运动特性进行模型试验研究,考虑系泊线、塔柱及叶片,采用1∶50的比例制作浮式基础在内的风机系统模型,设计加工了人工风场产生风载荷。通过无接触式光学六自由度三维运动测量仪测量模型在风浪联合作用下的运动响应,测试不同海况、不同风速下的风机系统运动响应,得到了风机系统的固有运动特性,幅频响应特性,以及定常风对浮式风机纵荡、垂荡、纵摇的影响规律。通过实验结果,评估了风机浮式基础在不同海况下的发电作业和生存能力。     

浮式风机平台与波能装置混合系统的性能分析

为了研究波能装置与浮式风机平台混合系统在某一典型海况下的最优组合形式及最优功率的大小,本文依据线性势流理论,采用高阶边界元方法建立了多波浪能装置与浮式风机平台垂荡运动频域数值模型.研究动力输出装置的阻尼最优的情况下,不同尺寸和布局的波能装置对混合系统的最优功率和浮式风机平台受力的影响.结果表明:与浮式风机平台相结合的波...     

基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法

随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中受复杂海浪对船舶产生的持续影响,导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安全以及财产造成重大损失。因此,在深远海复杂海况下对工程船舶进行有效地波浪补偿,可提供稳定的作业环境以保证精准高效地完成各项工作,故本文提出了一种基于改进麻雀搜索PID的波浪补偿控制方法并将其应用于Stewart补偿平台。首先,建立波浪补偿平台动力学以及运动学反解模型,并设计正解模型迭代求解算法。随后,使用PID进行波浪补偿控制,并通过麻雀搜索算法优化参数。接着,采用Circle混沌映射对其进行初始化分布,以解决初始化不均匀的问题；并采用动态自适应加权、柯西突变以及反向学习以提升算法全局寻优能力。最后,生成4-6级海况下的某工程船运动作为系统输入,利用MATLAB/Simulink搭建模型进行补偿控制验证,并在Stewart硬件平台上做补偿试验。结果表明,改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度、较高的精度和更好的寻优能力,优化后的PID控制方法更适合用于复杂海况下波浪补偿平台的控制优化,可为大功率海上风机安装的补偿平台控制系统设计提供参考。     

不同海域Semi平台关键节点的疲劳可靠性分析

为了确保深水半潜式平台(Semi平台)的安全可靠运行,对不同海域深水半潜式平台关键节点的疲劳可靠性进行研究.根据中国南海12个深水海域的波浪统计特征,利用水动力软件WAMIT计算平台疲劳分析的波浪荷载,进行不同工况下平台的应力响应分析,确定平台疲劳关键节点.采用改进的子模型技术分析局部精细子模型的应力响应,运用几何应力外插法计算各疲劳关键节点的热点应力.结合南海12个深水海域海况应用S-N曲线法分析平台各关键节点的疲劳可靠性.结果表明,12个深水海域平台各关键节点的疲劳可靠性指标各不相同,可以满足设计要求,78号海域对平台关键节点的疲劳可靠性影响最大,227号海域影响最小.研究结果可以为深水半潜式平台在南海海域作业时的运行维护和安全评估提供参考.     

海上风机半潜式基础概念设计与水动力性能分析

针对5 MW海上风机动力响应较大的问题,提出了半潜型浮式基础的概念设计,研究了半潜式浮式基础在不同风浪环境下的运动响应和生存能力。考虑叶片空气动力载荷及风浪载荷,以及浮式基础与系泊系统的耦合,建立风机结构系统及水动力模型,采用动量－叶素理论计算叶片空气动力载荷,在频域范围内计算了载荷传递函数。计算分析浮式基础风机系统不同风浪情况下的时域动力响应,评估了半潜型浮式基础在极限海况下的生存能力。结果显示,半潜型浮式基础运动性能良好,且在极端海况下,各系泊缆安全系数均大于1．67,破损状况下安全系数均大于1．33,该浮式基础及其系泊系统具有足够的抵抗极端海况的能力。     

空冷风机桥架谐响应计算分析

空冷风机桥架设计时要考虑风机振动的影响,设计人员对比十分关注.本文进行了一个典型风机单元中风机桥架的计算,设计两个计算模型,首先进行了模态计算,然后在结构上施加激振力,进行谐响应分析.研究既为风机桥架设计提供基础,也为以后整个平台的振动分析打下了基础,可供同类工程参考.     

对旋风机性能数值仿真与实验对比

为了研究对旋风机建模对其性能影响,依据流体力学理论,采用3D激光扫描技术,对FBD5.0/2×7.5型号对旋式轴流风机叶轮叶片进行逆向建模,运用软件,建立了风机整体模型,并给出了流体场计算结果,对风机内部流场进行数值模拟并通过风管式实验装置对风机进行实验,验证了建模准确.结果表明,对对旋式轴流风机叶轮逆向建模,建模快速,模型准确,仿真数值结果与实验数据进行对比分析,仿真计算可行.为对旋风机建模提供了新的方法,提高了风机设计的精确度.     

1909号超强台风"利奇马"强降水特征的诊断

基于TRMM卫星降雨资料、MERRA-2卫星位势高度、风速、垂直速度等资料,对1909号台风"利奇马"的移动特征及其引发浙江、江苏、山东等地暴雨进行诊断分析.分析结果发现,台风"利奇马"是北上型台风,移动路径主要受副高与1910号台风"罗莎"等系统影响.在北上的过程中,由于台风倒槽与西风槽携带的冷空气配合,且存在大量不稳定能量,引发了此次强降水过程.此外,低空急流及西风槽为降水提供了良好的动力上升条件,南海西南季风与台风"罗莎"是台风"利奇马"充沛的水汽与能量来源,为暴雨提供了良好的水汽条件.     

应用台风风场经验模型的台风极值风速预测

为准确、高效地进行台风多发地区建筑结构设计风速的预测,利用中国东南沿海1949—2012年的台风历史数据进行了香港地区台风关键参数概率分布的研究,提出了基于新的Holland径向气压分布参数B表达式的台风风场经验模型.在此基础上结合Monte Carlo数值模拟技术,利用台风极值风速分析方法完成了不同重现期下香港地区台风极值风速的预测,并与观测数据、香港风荷载规范计算结果进行对比分析,验证了利用此台风风场经验模型进行台风极值风速预测的有效性.     

风力发电机组载荷计算中的极端风况分析

针对大型风力发电机组设计中与风机最大载荷设计存在较 大关系的极端风况模型,利用Matlab软件进行仿真和载荷计算.建立了极端风速模型、极端 运行阵风、极端风向变化、极端相关阵风、极端风切变等模型,实现了1年或50年重复周期 极端风况各模型的模拟.以国家863项目“兆瓦级变速恒频风电机组”样机SUT1000为例, 依据IEC标准,进行了各级负载级别的载荷计算.风况的模拟和载荷计算得以系统化、简单化 ,在风机的设计过程中可直观地利用已知信息获得风机载荷的极限情况,在工程应用中具有推广价值.