新型浮式浮力摆波浪能装置运动特性试验研究

针对目前已有的坐底式浮力摆波浪能发电装置,设计开发了一种新型的浮式浮力摆波浪能发电装置,将摆板其铰接于一个浮式基础上.对这种新型装置进行模型试验研究其运动特性.采用1∶4缩尺比制作摆板和浮式基础的试验模型,通过测量摆板和浮式基础模型在不同波浪和不同吃水下的运动响应,研究了摆板的固有运动特性以及不同环境参数对浮式浮力摆波浪能发电装置运动特性的影响规律,评估了此种新型浮式浮力摆波浪能发电装置的发电作业能力.结果表明:摆板的摆幅明显受到波浪周期的影响,浮式基础的运动幅值较小,稳定性较好,上部摆板在不同潮位下均可以正常发电,证明了浮式浮力摆波浪能发电装置是一种可行的方案.

非坐底式浮力摆波浪能装置运动的特性试验

针对现有的坐底式浮力摆波浪能发电装置维修困难的问题,本文提出一种非坐底式浮力摆波浪能发电装置,并对其运动特性进行试验研究。在将摆板不铰接于海底的情况下,采用1∶4的大比尺制作浮力摆进行试验模型,并在模型底部转轴上安装旋转阻尼器来模拟发电时液压缸的运动阻尼。通过无触点角度传感器来测量不同厚度的模型在不同海况和不同吃水下的运动响应,可以得出结论:浮力摆随着浸没深度增加,固有周期先增大后减小,波浪周期在靠近浮力摆固有周期时,浮力摆运动幅值显著增加;浮力摆在不同的吃水下均可以正常摆动发电,在浮力摆刚浸没水中时其运动幅值最小。

新型圆筒型FPSO垂荡抑制结构优化设计

针对传统圆筒型FPSO垂荡运动剧烈的特点,提出一种带有垂荡抑制结构的圆筒型FPSO。采用1∶77.8的缩尺比制作模型,进行垂荡纵摇衰减试验,得到带有不同垂荡抑制结构模型的固有周期和无因次阻尼系数,进而选取最优的垂荡抑制结构型式。之后计算并对比传统圆筒型FPSO和新型圆筒型FPSO垂荡纵摇运动的固有周期和幅频响应函数。在此基础上,结合我国南海海洋环境条件,设计新型圆筒型FPSO的系泊系统,计算分析自存工况下的耦合动力响应,并与传统圆筒型FPSO进行对比。结果表明,文中提出的垂荡抑制结构可以有效增大系统垂荡纵摇运动的固有周期,改善运动性能,提高系泊的安全性。

新型FDPSO运动抑制系统阻尼特性试验研究

圆筒型FPDSO对环境载荷方向不敏感,但其垂荡运动性能相对较差,造成运动响应难以控制的问题。为此,提出由减动结构与延伸筒体组合的运动抑制系统,加装在圆筒型FDPSO上增大运动阻尼,以实现抑制垂荡运动幅值的功能。通过1∶77.8的缩尺模型开展自由衰减试验,采用无接触式六自由度运动测量仪测量试验模型的垂荡、纵摇自由衰减运动,测试不同减动结构对圆筒型FPDSO阻尼性能以及运动固有周期的影响。试验结果表明,减动结构与延伸筒体间隙以及减动结构外伸边锋对于阻尼性能影响显著,增大减动结构的外伸可以有效增大结构的阻尼,加大间隙也可以增大阻尼。

板杆结构压缩稳定性分析

由同一平面内的板和杆组成的平面板杆结构是直升机结构的重要组成部分,用于传递载荷,本文以弯制平面板杆结构为研究对象,选取凸缘宽度与板厚为优化参数,采用板元法计算压损应力,得到凸缘宽度与板厚对弯制板杆结构压损临界应力的影响规律。