陆上风电装配式基础结构研究综述

陆上风电结构的基础通常采用现场浇筑混凝土的施工方式,效率低,污染大,质量难以保障,不利于风电产业的高质量发展。装配式风电基础结构采用了标准化设计、工厂化生产的建造方式,能大幅缩短风电场建设周期,有效保障基础质量,并减少对环境的污染,是风电转型升级和降本增效的重要举措之一。搜集、整理和归纳陆上风电装配式基础结构及研究现状,针对风电装配式基础结构的特点,总结了梁板基础、多足基础等6类主要的风电装配式基础结构形式,并对每种形式的特点、研究现状做了详细的分析,列举了部分国内外应用装配式基础的陆上风电场项目。结果表明:陆上风电装配式基础结构需要进一步完善设计依据,优化结构形式,形成全寿命设计理论与性能控制方法,以支撑风电结构高质量发展。

下击暴流风冲击作用下输电塔非平稳动力响应的频域方法

下击暴流是强对流天气下的一种局地极端风,具有尺度小、风速大、突发性等特点,是导致输电线路风灾破坏的主要原因之一。开展下击暴流风冲击作用下输电塔风振响应的计算理论研究具有重要的意义。论文依据时变平均风和非平稳脉动风场的理论模型,给出移动下击暴流冲击风荷载在时域及频域表达式;继而基于随机振动理论,推导建立了输电杆塔非平稳脉动风振响应的频域解析方法,再通过首次超越极值理论,给出了非平稳下击暴流作用下输电杆塔响应极值的精确分布。进一步,论文探讨了将原有不同步非平稳下击暴流脉动风激励视为同步且慢变过程近似结果的精确性,并在此基础上提出了平稳等效的极值分布和峰值因子的实用简化计算方法。论文采用随机样本的有限元瞬态动力分析结果,检验了上述频域理论方法的精确性。研究表明:该文提出的非平稳响应极值分布的理论解精确性高、同步慢变激励简化得到的等效平稳方法计算便捷且结果略偏保守。该文研究为推动建立输电杆塔抗下击暴流设计体系提供了计算理论基础和技术支撑。

基于等效模型的砖石古塔有限元模型修正方法

针对砖石古塔实体有限元模型节点众多导致修正效率低下问题,提出了一种将实体模型和杆系模型相结合的有限元模型快速修正方法。基于古塔结构的测试输出信号,使用随机子空间法识别了塔的自振频率。使用整体连续式方法建立了ABAQUS有限元模型,基于实测结果,使用萤火虫算法修正了塔的弹性模量、密度。修正后的有限元模型的计算结果与实测结果对比,能够较好吻合,说明修正后的模型可靠,可以作为后续抗震性能分析的基础。

山东省豆梨资源表型性状多样性分析

为探究山东省豆梨资源表型性状多样性,本研究对37个山东省野生豆梨资源和3个引进的豆梨栽培种进行了9个数量性状的变异分析和相关性分析,对5个质量性状进行多样性指数分析,并对40个豆梨种质的枝叶性状进行聚类分析。结果表明:山东省豆梨资源具有丰富的表型多样性。其9个枝叶数量性状的变异系数为9.7%~34.8%,叶长/叶柄长的最高,叶柄长的次之,为31.2%。5个质量性状的平均多样性指数为0.77,当年生枝条颜色(1.35)的多样性指数最高,叶片被毛(0.30)的多样性指数最低。聚类分析结果显示,在欧氏距离9.0处,可将40个豆梨资源分为两大类,而在欧氏距离8.10处可将参试资源分为四大类,表明山东省豆梨资源的表型性状主要受地域环境影响,但也有少数野生杂交型的表型更多受基因型的影响。

山东省6个豆梨野生群体的遗传多样性分析

【目的】探究山东省野生豆梨种质资源的遗传多样性及亲缘关系,为其种质资源收集、保存以及育种材料的选择提供理论依据。【方法】采用AFLP分子标记技术对山东省分布的6个群体61个野生豆梨单株的遗传多样性进行了分析。【结果】8对引物组合共扩增出清晰条带1344条,平均每对引物组合扩增出168条带,其中多态性条带有1340条,多态位点百分率为99.75%。扩增条带中包含特异性条带179条,通过这些特异性条带可对88.52%的野生豆梨单株进行鉴别。6个野生豆梨群体的多态位点百分率(PPB)、观测等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei’s多样性指数(H)及Shannon’s信息指数(I)的变化范围分别为24.07%~55.09%、1.2407~1.5509、1.1541~1.2378、0.0905~0.1455及0.1346~0.2271。AMOVA分析显示,12.53%的变异来自群体间,87.47%的变异来自种群内。UPMGA聚类分析得出,61个单株的遗传相似性系数介于0.7378~0.8843之间,平均值为0.8068。在遗传相似系数0.806处可划分为5组,其中部分来源于同一地区的单株并没有完全聚为一组,而在遗传相似性系数0.824处分割时,还可将第Ⅴ组分为8个亚组,且亚组中来源于同一地区的资源倾向于聚为一类,主效应分析结果和UPGMA结果基本一致。【结论】山东省野生豆梨群体间存在一定的基因交流,各群体内遗传分化程度大于群体间,且群体间的地理来源和遗传变异程度并没有严格的相关性。

融合工程实践项目的风工程类实验教学探索

根据目前土木工程专业课实验教学现状,从重视程度、硬件条件、组织管理和考核方式四个方面分析存在的问题,提出以解决实际工程项目问题为主线的实验教学方法,采用“学生为中心,小组为单位”的教学模式,优化成绩评定标准,引导学生建立系统的知识体系,激发学生积极参与实验探索的兴趣和动力。以风荷载实验教学为例,讨论了教学改革方案的实施情况。从课后反馈可以看出,该教学方法培养了学生分析解决问题和团队协作能力,并明显提升了学生的科研创新能力,教学效果较为显著。

截面旋转及朝向对建筑周边行人风环境的影响

基于风洞试验和风环境评估理论对方形、矩形、椭圆形等基本形体及其相应截面旋转形体的超高层建筑周边行人风环境进行研究,分析了不同朝向及不同旋转角度下建筑周边行人风环境的舒适性和安全性。结果表明:朝向变化对方形截面建筑行人风环境影响较小,对矩形及椭圆形等双轴不等长截面建筑影响较大,将短边垂直于主导风向可以显著改善建筑周边行人风环境;截面旋转改变了朝向变化对建筑行人风环境的影响规律,旋转建筑与基本截面建筑的行人风环境分布随朝向的增加呈现相反的变化趋势;截面旋转不利于方形截面建筑周边行人风环境分布;对于矩形和椭圆形截面建筑,截面旋转可以减小朝向的变化对行人风环境的影响。研究成果探明了截面旋转角度及朝向变化对基本形体超高层建筑周边行人风环境的影响规律。

基底隔震高层建筑风振响应和等效静风荷载

基于高层建筑风荷载规范,建立了基底隔震高层建筑在风荷载下的运动方程,推导得到了结构风振响应均方根.通过3栋高度不同的隔震高层建筑工程案例,对比分析了它们隔震前后的结构动力特性和顺风向风致响应;提出了与非隔震建筑等效静风荷载在表达形式上一致的基底隔震建筑等效静风荷载公式,其中对风振因子简化公式进行了修正.结果表明:结构隔震后在初始刚度弹性范围内的振动频率降低,阻尼比减小,振型在隔震层位置存在滑移,因此结构各响应较非隔震建筑增大;提出的背景因子简化公式可精确估计隔震结构风振系数,同时也可用于加速度的计算.该研究为高层隔震建筑在弹性范围内的风振验算提供了参考.

输电线路下击暴流强风荷载最不利工况研究

对流天气引起的下击暴流已经成为我国中东部地区输电线路风灾破坏的主要原因。下击暴流风场的特异性造成现有规范无法适用,开展下击暴流输电线路设计风荷载的研究成为提高电网安全性亟待开展的课题。介绍了下击暴流的数学风场模型并用于计算输电线路风荷载,采用非线性有限元方法对杆塔受到的导线风荷载开展了风场及线路结构参数分析,着重考察了最大导线风荷载对应工况。研究结果表明:(1)直线塔与耐张塔最大横向荷载值相同,但后者最大纵向荷载值显著大于前者;(2)直线塔的最大横向荷载和纵向荷载塔位分别出现于八跨输电线路的端部和次端部直线塔,耐张塔则出现于四跨输电线路;(3)最大导线风荷载与出流直径、中心相对位置、塔位及跨数密切相关,均存在特定的最不利工况。通过对风荷载影响因素和分布规律的总结,最终给出了三种代表性最不利导线风荷载工况的归一化风场参数,为输电线路抗下击暴流导线风荷载的合理取值提供了数据支撑。

复杂地形风电场微观选址的GA-PSO混合算法研究

提出一种结合改进遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)的GA-PSO混合算法对复杂地形的风力机排布方案进行优化。以湖南省某实际复杂地形为对象,开展风场全风向数值模拟,结合长期观测风资料评估区域的潜在风能分布,提出考虑网格预处理、时变变异率、唯一化和并行化的改进GA(IGA)对风力机排布方案进行优化,在此基础上利用PSO算法进行进一步优化,并针对尾流模型和目标函数对优化结果的影响进行不确定性分析。结果表明,在复杂地形风电场微观选址方面,所提GA-PSO算法比贪婪算法、GA、IGA分别改善16.4%、12.9%和5.1%。

尊重史实——城头山遗址展示设计构思

通过分析城头山古文化遗址展示设计的思路,阐释展示设计中体现的尊重史实的设计宗旨,揭示古文化遗址保护和利用之间的矛盾关系,探讨古文化遗址利用和展示的设计理念,从诠释遗址核心价值的角度,研究遗址保护区展示设计的方法。

山新杨钾离子通道基因PdbSKOR的克隆与功能分析

【目的】植物SKOR是典型的外向整流型Shaker类钾离子(K+)通道蛋白,介导根部K+向地上部的长距离运输。本研究克隆并鉴定杨树K+通道基因PdbSKOR,在转录水平探讨其组织特异性表达特征及对缺钾、高钾、干旱和低温胁迫的响应情况,并明确其电生理学功能。【方法】通过同源克隆法,在山新杨中鉴定并克隆1个K+通道基因PdbSKOR;运用MEGA 7.0软件构建山新杨等14种不同科属木本植物SKOR通道成员的系统进化树;利用实时荧光定量PCR分析PdbSKOR的组织特异性表达特征及在转录水平根部PdbSKOR对缺钾、高钾(60 mmol·L-1 KCl)、干旱(15%PEG6000)和低温(4℃)处理的响应情况;借助膜片钳系统研究PdbSKOR的电生理功能。【结果】在山新杨中克隆1个K+通道基因PdbSKOR(GenBank No.MT335814),其编码蛋白含有6个离子通道跨膜域(S1—S6)、环核苷酸结合域、Ankyrin锚蛋白域和KHA二聚体功能结构域,属于典型的Shaker类K+通道;14种木本植物SKOR蛋白的氨基酸一致性高达81.09%,S6跨膜区的氨基酸一致性最高(96%);不同科属植物的SKOR同源蛋白在遗传进化关系上差异较大,而同一科属植物的遗传距离较近,山新杨PbdSKOR与同属杨柳科的红皮柳的同源蛋白SpuSKOR的遗传距离最近;在PdbSKOR启动子区域预测到18种顺式作用元件,主要包括发育调控、激素响应和胁迫响应等相关的调控元件;实时荧光定量PCR表明PdbSKOR在3年生山新杨根部的相对表达量最高,其次是盛开期花和花序,在茎部、叶片和果絮中的表达量相对较低;PdbSKOR在组培幼苗根部的表达水平也是最高的,且在转录水平对高钾处理没有响应,但对缺钾、干旱和低温胁迫处理较为敏感,其中,PdbSKOR在幼苗根部的表达水平受缺钾或干旱处理的抑制均显著降低,受低温胁迫诱导而显著增强;膜片钳研究表明当细胞膜电位为+20 mV时,PdbSKOR离子通道即被激活,并记录到典型的外向整流电流,并随胞外K+浓度的降低而增大,且正向电压越大,内向整流的电流越强,表明PdbSKOR是一个电压依赖的外向整流型K+通道。【结论】从山新杨中克隆并鉴定了1个K+通道基因PdbSKOR;山新杨PdbSKOR与红皮柳SpuSKOR在系统进化关系上最近;PdbSKOR主要在山新杨根部(成年树和幼苗)表达,幼苗根部PdbSKOR在转录水平受缺钾、干旱和低温胁迫的调控;PdbSKOR是山新杨根部主导K+外排的通道。

滨海平原地区建设生态林场的路径及策略——以山东省东营市为例

土地资源是生态文明建设的重要基础要素,而生态文明建设与耕地保护、建设用地供应“争地”现象日益突出,造成平原农区森林覆盖率较低。山东省东营市地处黄河入海口,属典型的黄河冲积平原区,该地区地下水位高,土壤盐渍化严重,造林难度大、成本高。为改变生态落后现状,2012-2014年,东营通过强化土地资源管控,实施了生态林场建设工程,在全市建设了11处生态林场,新增造林2.2万hm2,切实提升了平原农区生态屏障支撑能力。但由于时间仓促、经验缺乏和自然条件限制等原因,生态林场建设过程中也出现了一些问题和不足。通过系统梳理东营市生态林场建设经验和问题,提出了滨海平原农区开展大规模林业生态建设应从创新平原地区用地思路,突出规划建设的科学性,健全完善水利基础设施,合理开发利用生态资源,加强林木资源管护等方面开展工作,为黄河三角洲地区开展大规模林业生态建设提供了参考。

黄河三角洲白蜡人工林不同冠层光合特征研究

本研究以黄河三角洲地区典型白蜡人工林为研究对象,测定了不同冠层叶片的光响应曲线及光合参数的日变化,并对影响不同冠层净光合速率(Pn)的主要生态环境因子进行了分析。结果表明:白蜡人工林不同冠层叶片的光量子效率(α)表现为上冠层(U)>中冠层(M)>下冠层(L),最大光合速率(Pn_(max))、光饱和点(I_(sat))表现出相同的特征,而光补偿点(I_(c))变化相反,说明冠层越往上光适应范围越大;暗呼吸速率表现为冠层U>冠层L>冠层M。冠层U和冠层M的Pn呈双峰曲线变化,有明显的‘光合午休’现象,首峰出现时间均为上午10时,次峰时间分别为14时和16时;冠层L表现为单峰曲线,峰值出现在12时。逐步回归分析和通径分析表明,不同冠层Pn主要受气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的影响,分别表现为正向、负向影响,但不同冠层的主要影响因子存在差异,且因子间存在互作效应。总之,黄河三角洲白蜡人工林上冠层具有较高的光合能力和光合效率,这为白蜡人工林经营管理中改善其空间结构提供了参考。

高层建筑脉动风荷载特性

高层建筑数量多、分布广,其抗风问题受到广泛重视。为全面总结高层建筑风压和风荷载特性,文章对前人研究进行综述,并对来流顺风向风速与方形断面高层建筑模型表面风压开展同步测量。分析风速-迎风面风压准定常理论关系和风速-风压/力气动导纳,及建筑各表面点风压时特性、频特性、空间分布特性、概率分布特性和空间相干性;阐明迎-背风面阻力相关性,明确两侧风面升力间相关性并分析横风向升力的时、频特性;通过相平面轨迹和相关函数研究了正风向下基底弯矩和扭矩相关性。最后明确了当风向变化时,基底弯矩和扭矩时特性、频特性、(非)高斯特性及互相关特性的变化规律。在综合前人研究的同时,系统明晰风速-风压-风力的传递关系,完整阐述高层建筑表面风压和风荷载的时、频特性,全面概括了高层结构抗风设计过程中风荷载基本概念。

滨海滩涂不同覆盖度下盐地碱蓬生长特征及土壤呼吸速率变化

为探究不同覆盖度下盐地碱蓬的生长特征及土壤呼吸速率变化规律,以黄河三角洲滨海滩涂典型的盐地碱蓬群落为研究对象,选取滩涂裸地区、低覆盖区、中覆盖区和高覆盖区4种样地,研究了不同覆盖度下盐地碱蓬的植株生长、根系分布及土壤呼吸速率变化间的差异。结果表明:盐地碱蓬不同覆盖区土壤的理化性质和植被生长状况差异明显,与滩涂裸地相比,盐地碱蓬不同覆盖区土壤含盐量和容重降低,土壤孔隙度和养分增加。盐地碱蓬的生长指标与覆盖度呈正相关,生物量、株高及分支数均随覆盖度的提高显著增加(P<0.05)。其中,盐地碱蓬地下部分生物量主要集中在0~20 cm表层土壤中,呈现浅层化分布;且均以2~5 mm粗度根系为主,分别占低、中和高覆盖区地下生物量的72.53%、59.72%和39.30%。细根的根长、表面积、根尖数、分支数和交叉数均随覆盖度的提高而逐步增大,且不同覆盖区之间差异显著(P<0.05)。不同覆盖区内土壤呼吸速率表现为高覆盖区>中覆盖区>低覆盖区>裸地区,并具有明显的日变化,呈现出低-高-低的单峰曲线,最大值出现在12:00—14:00。相关性分析表明,土壤含盐量与盐地碱蓬各生长指标呈显著或极显著负相关,是主要限制因子,而土壤呼吸速率与植株各生长指标均呈极显著正相关。本研究结果可为黄河三角洲滨海滩涂植被恢复与生态修复提供理论依据。

基于物理模拟的不同射流倾角下击暴流风场特征

利用物理模拟器生成下击暴流风场,研究了射流倾角对风速、气压等下击暴流风场特性的影响。结果表明:下击暴流风场同时具有水平风和竖向风,当存在射流倾角时,下击暴流风场对称性消失,下击暴流背侧竖向风速峰值大于前侧,且背侧竖向风速随倾角的增加而增大,射流倾角达到20°时,背侧竖向风速峰值比无倾角时增加67%;前侧水平风速峰值大于背侧,且前侧水平风速随倾角的增加而增加,射流倾角达到20°时,前侧水平风速最大比无倾角时增加50%,背侧水平风速则快速减小。随射流倾角的增加,出流下方区域正压值增加,其余位置受倾角的影响不大。

粉质黏土中厚壁筒型基础沉放及受力分析

筒型基础具有海上施工效率高、建造成本低等优点,已成功应用于实际工程。为了进一步降低筒型基础结构的制造成本,避免建造、运输、安装过程中钢制筒裙的屈曲,文章研究并优化了混凝土筒壁和钢质内分舱板的组合式筒型基础结构。首先,针对厚壁筒型基础沉放安装难度增加问题,开展了室内试验,研究了粉质黏土中厚壁沉放阻力计算方法;然后,利用三维有限元模型对该组合式筒型基础在位状态下的结构受力进行了分析。研究结果表明:考虑形状和深度系数的端阻力计算公式可以用于该新型风电基础;混凝土筒壁+钢质内分舱板组合式筒型基础倾斜率、结构强度和自振频率满足设计要求,且在造价上更为经济。

近海风电结构振动控制研究综述

近海风电结构的发展正面临“降本”、“增效”两方面问题的考验,结构振动控制技术是其突破难题的有效手段之一。然而,由于风电塔上部的风轮-机舱组件(rotor-nacelle assembly,RNA)在运行状态的非线性控制策略,给风电结构的振动控制带来了新的挑战。针对国内外近海风电结构振动控制的相关研究进行了搜集、整理与归纳,结合近海风电结构体系的动力特点分析了不同类型阻尼器的减振原理、研究方法、适用场景与性能优劣。结果表明:风电结构的振动控制将从传统高耸结构的控制理论出发,结合风机的变速-变桨时变特性,提出更加高效、有针对性的减振技术。

落叶松胶合木干湿交替加速老化试验研究

为研究长期温湿度交替变化对胶合木物理力学性能的影响,采用改进ASTM D1037老化方法,开展了落叶松层胶板试件0、3、6次干湿交替的多组老化试验,分析了干湿交替次数对胶合木宏观表征、微观形态、材料密度、顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度等指标的影响.结果表明,试件各项强度指标在干湿交替后均有明显下降;随干湿交替次数增加,试件各项强度指标降幅增加;6次干湿交替后,顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯和胶层剪切强度的降幅依次递增,各指标较0次干湿交替试件分别下降26.75%、29.64%、33.57%和40%;与初始裂缝相比,干湿交替对抗弯强度值影响更为显著;干湿交替次数与不同强度的关系均可采用幂函数拟合;基于交替次数与时间对应关系,分别建立了落叶松胶合木顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度的时变模型.