海洋工程结构振动控制的若干问题

综述海洋工程结构振动控制的基本技术和方法。针对海洋工程结构物的受力特点和振动中存在的主要问题,介绍国内外在海洋工程结构振动控制研究中取得的主要成就,并提出在海洋工程结构振动控制领域应该着手研究的主要问题。     

隔水套管波流联合作用下涡激振动计算

隔水套管是石油工程中的重要设备.将隔水套管简化为海底固定、下层平台简支的梁模型,考虑Morison非线性流体阻尼及流体涡激力,建立套管的振动控制方程,并采用多项伽辽金法,分别计算了流作用和波-流共同作用于170 m深水套管的非线性涡激振动响应,为隔水套管的动强度分析提供了可行的方法.     

隔水套管波流联合作用下涡激振动计算

隔水套管是石油工程中的重要设备。将隔水套管简化为海底固定、下层平台简支的梁模型 ,考虑Morison非线性流体阻尼及流体涡激力 ,建立套管的振动控制方程 ,并采用多项伽辽金法 ,分别计算了流作用和波 -流共同作用于 170m深水套管的非线性涡激振动响应 ,为隔水套管的动强度分析提供了可行的方法     

1990年后世界TLP平台的发展状况

简要说明了张力腿平台(TLP)的结构和工作原理，然后分类对各种TLP在1990年后的发展状况进行了详细介绍，列表给出了部分平台的详细数据。     

基于气动-水动-结构耦合模型的半潜风机动力响应分析

针对我国海洋环境条件,提出一种新型半潜式浮式基础,用于支撑5 MW海上风机。针对该新型浮式风机系统,采用叶素动量理论计算风轮所受气动载荷,采用三维势流理论计算基础水动力性能,分别采用杆单元和梁单元模型,基于有限元方法计算柔性体的动力响应。建立气动-水动-结构耦合的动力学分析模型,针对切入、额定和切出海况,在时域内计算风机的动力响应特性。计算结果表明：在不同作业海况下,新型半潜浮式风机基础运动性能良好,且系泊缆张力满足安全要求;风机叶片在风轮旋转平面外的变形显著大于风轮平面内的变形,且在额定海况下变形更大。     

湍流风对铰接式海上风力机动力响应的影响

为适应中等水深风电开发的需要,进一步降低成本,在铰接塔平台的设计基础上,设计了一种铰接式海上风力机,研究了其在工作海况和极限海况下湍流风对风力机动力响应的影响.采用叶素动量理论计算气动载荷,势流理论计算波浪载荷,考虑风浪流的联合作用,以及瞬时湿表面变化及铰接接头的摩擦阻尼,编写了风浪流时域耦合动力响应分析程序.使用NPD谱模拟湍流风,从而计算得到了定常风和湍流风作用下铰接式海上风力机的动力响应,分析了湍流风对于风力机运动响应和发电效率的影响. 结果表明,湍流风作用下,风轮加速度和铰接点的垂向拉力变化较小,摆角、风轮推力、发电功率和铰接点水平推力的均值分别减小,但摆角和发电功率的响应变化幅度增加.另外,湍流风本身的低频特性会增大系统的低频响应,使系统产生共振.极限海况下,铰接式基础最大摆角显著增大,但依然满足生存需求.因此,湍流风对铰接式风力机的动力响应影响较大,铰接式海上风力机运动和强度分析时不可忽略湍流风的影响.     

海上浮式风机运动对风机结构载荷影响研究

为了研究风机的叶片及塔柱的结构载荷问题,本文应用空气动力-水动力耦合动态分析模型,模拟风机系统在非定常风场和规则波作用下的单自由度运动响应,并对比和分析风机系统的三种纵向运动对叶片和塔柱结构载荷的影响。研究结果显示:运动响应幅度很大程度上增加了风机的结构载荷,因此降低风机的叶片及塔柱的结构载荷应成为海上风机设计中的重要环节。本文揭示了海上浮式风机的运动对结构载荷的影响特征,为更大兆瓦级浮式风机系统的设计提供优化方向。     

自动化控制系统在城市集中供热领域的应用

介绍自动控制系统在城市供热领域的应用,达到热网热平衡、节能环保及节省投资等目的。     

高雷诺数下圆柱顺流向和横向涡激振动分析

本文利用CFD方法,研究了较高雷诺数下圆柱流向与横向耦合涡激振动特性。利用FLUENT软件求解粘性Navier-Stokes方程、圆柱涡激振动的结构动力响应方程,运用动网格技术,实现流固耦合,对圆柱进行了单自由度和两自由度涡激振动的数值模拟,得到了雷诺数为 范围内的圆柱涡激振动的升力系数、阻力系数、振幅比及频率比随约化速度变化的规律,捕捉到涡激流固耦合振动的“锁定”“相位开关”等现象,结果表明在此雷诺数范围内锁定区域对应的折减速度范围为Ur=3~7.5。对比单自由度及两自由度的模拟结果,表明在低质量比情况下,流向的振动会对横向振动产生影响。     

浅吃水SPAR型浮式风力机断缆情况下的动力响应分析

随着风电开发逐渐走向深远海,漂浮式风力机优势更为显著,但当前国际上相对成熟的SPAR型浮式风力机吃水较深,受中国海域水深条件限制,该技术难以直接应用。为此,本文面向100 m深海域,提出一种浅吃水SPAR型基础,基于三维势流理论分析其水动力性能,在此基础上研究该浅吃水SPAR型浮式风力机在不同情况下断缆后的动力响应,在时域内分析浮式风力机单根系泊缆破断后的风力机运动响应及系泊缆张力的变化。进而分析了预张力与风力机作业状态对断缆后风力机运动状态的影响。研究结果表明该浮式风力机能适应在100 m水深海域的正常工作,但系泊缆断裂后浮式风力机将发生大幅漂移,严重影响风场内其他风力机的正常作业,并对一定范围内运行的船舶存在潜在威胁。