内孤立波与Spar型浮式风机平台耦合作用研究

针对内孤立波与系泊浮式平台的耦合作用问题,本文以单立柱Spar型浮式风机平台为研究对象,研究了平台在内孤立波作用下的耦合运动特性。利用重叠网格技术及自编耦合动力程序,以计算流体动力学求解Navier-Stokes流体控制方程,建立了Spar型浮式风机平台与内孤立波(Internal solitary waves,ISWs)流固耦合作用数值模型。通过系列数值模拟,研究了Spar型浮式风机平台在内孤立波作用下的水平动态载荷和纵荡、横荡规律。研究表明,内孤立波对Spar平台会产生较显著的水平作用力,并产生大幅的水平位移;在水深一定时,同一流体分层比下,随着内孤立波振幅提高,纵荡运动幅值增大;当振幅一定时,随着流体分层比的增大,纵荡幅值减小;通过调整系泊系统,发现非线性系泊系统下平台纵荡幅值要大于线性系泊系统下的情况,即线性系泊系统会低估纵荡运动幅值。

室内低压电力线1～30MHz频段信道特性

国外电力线信道模型参数不适配于我国工程环境。实验测试了室内常用的截面积为2.5mm2硬铜线在1~30 MHz频带内的信道特性。固定频率时,考察导线长度变化对信道特性影响;固定长度时,考察频率变化对信道特性的影响。此外还观测了PVC材料、导线间距和导线距地面高度对信道特性的影响。根据实测数据,计算出了适用于我国环境的信道模型参数。通过与实测数据对比验证了仿真方法与所得参数的正确性。

基于TDLAS技术的空间网格化甲烷检测方法

针对传统甲烷检测方法响应速度慢、无法定位泄漏源的弊端,设计了一种基于可调谐激光二极管吸收光谱技术的空间立体甲烷检测方法。通过对开放性空间分层精细化划分,布置TDLAS传感器,不仅实现了对空间内甲烷气体实时、准确的探测与定位,而且大大减少了传感器的使用数量。根据不同的应用环境,空间检测方法提供两种检测模式:空间网格定位检测与扫描检测。网格检测适用于复杂的生产装置内部的检测;扫描检测适用相对更少的传感器,适用于视线开阔的边界区域检测。当泄漏发生时该检测方法可及时发现泄漏点,对于保护生产生活安全具有十分重要的意义。

Spar风电平台涡激运动特性研究

本文研究了无侧板单立柱Spar风电平台在不同约化速度(U_(r))下的涡激运动特征。基于计算流体动力学进行数值模拟,采用剪应力运输(Shear Stress Transport,SST)k-ω湍流模型模拟漩涡脱落,通过自编动力积分程序和重叠网格实现涡激运动的实时流固耦合,对U_(r)为2~14时的平台涡激运动响应进行计算,分析涡激运动模式随U_(r)演变的规律,定性分析物理模型试验不满足雷诺数(Re)相似对涡激运动结果的影响。结果显示:平台分别在U_(r)=3.5~4.5和U_(r)=5~10时发生了纵荡和横荡锁频;物理模型试验不满足Re相似,高估了平台所受的黏性力。通过数值计算得出的平台涡激运动特性可为Spar风电平台相关设计分析与试验提供参考。