处理走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)温度和电导率滞后效应的方法

走航式海洋多参数剖面测量系统(moving vessel profiler,MVP)是一种集成程度和自动化程度都较高的海洋调查设备,能对海洋多要素进行同时观测,获得水平方向的高分辨率数据资料。由于温度和电导率传感器响应时间的不匹配,MVP下放速度过快(峰值速度4 m/s)而造成非常明显的盐度尖峰现象。本研究结合Fofonoff(F)法、时间常数指数递归数字滤波(Giles and McDougall,GM)法和Grose提出的盐度尖峰订正方案,提出了一种新的方法,即MCT(match conductivity and temperature response time)法,通过对压力、温度和电导率传感器进行响应时间的匹配来减弱盐度尖峰。将SBE-9型CTD资料作为标准,发现订正后的资料与CTD盐度曲线的互相关系数为0.917,误差比订正前减小80%。对比35°N断面修正前后的盐度资料,订正后温盐跃层处出现的低盐区域消失。MVP的应用比常规海洋调查仪器CTD对于海洋现象的观测更有优势。

北祁连石居里式海相火山岩型铜矿成矿模式

北祁连是在20世纪50年代初期就开始研究和确认的我国早古生代海相火山岩最发育的地区之一(宋志高,1980)。在北祁连,与蛇绿岩套基性火山岩有关的Cu(Zn)矿床,成矿元素为富铜型或铜锌型,铅含量极低,成矿特征类似于国外的'塞浦路斯式'铜矿,主要分布在错沟、石居里沟、九个泉、长干峡、大岔东山顶、纳木桥、老虎山、银洞沟等地,以石居里矿集区为代表,因此称为'石居里式'铜矿,形成于弧后扩张脊环境(错沟、石居里、九个泉、长干峡等铜矿床)

斜轴式海水柱塞泵的研制

海水液压泵作为海水液压系统的核心动力元件,是海水液压技术发展的关键。通过分析和比较各种现有的海水液压泵结构形式,确定以斜轴式柱塞泵为该泵的结构形式;阐述斜轴式海水柱塞泵的结构特点以及工作原理;讨论斜轴式柱塞泵关键零部件——柱塞副和配流副的设计和材料选择;并介绍该泵的应用状况。

新型容积式海(淡)水液压泵及其试验研究

介绍了一种新型容积式海(淡)水液压泵及其试验装置,且对该泵进行了全面的试验研究。经试验表明,该泵工作压力14MPa,流量为40L/min,容积效率在90%左右,总效率不低于75%,基本上满足了设计性能要求。

分布式海量云存储平台的技术创新及应用

中兴分布式海量云存储平台使用通用X86架构硬件,具有大容量、高性能、高扩展性和易管理等方面的突出优势,为大数据时代的社会、经济、生活提供基础技术平台支撑,实现了无所不在的数据存储服务。随着大数据、云计算、物联网等新技术的发展,电信、互联网、政企等行业应用日新月异,数据呈爆炸式增长并成为战略性资源。据思科VNI预测,全球数据量每年以约30%的速度递增,2020年将达到惊人的40ZB。

美国正在建设中的自动识别系统(AIS)链式海/河岸站台

美国海岸警备队(USCG)和《90海上环保法》1990年,一起恶性的海上交通事故——'爱克森·瓦尔德兹'号事件在美国阿拉斯加州的沿海发生了。大面积的海上溢油极大地破坏了阿拉斯加沿海的海洋生态环境和美国作为世界超级大国的政府形象。美国当局随即出台了《90海上环保法》,以加强对大型油轮航行安全的管理和海上溢油污染的防治。这给美国海岸警备队带来了很大的压力。但他们迅速做出反应,采取了2个措施来响应《90海上环保法》。第一,迅速在世界范围内寻求一种可以很大程度上改善现有的船舶航行管理和通信能力的方法,并在阿拉斯加等重要海域应用,作为'治标'

全球起重能力最大盆座式海工起重机在豪氏威马中国基地开工

<正>7月1日下午,豪氏威马宣布,全球起重能力最大的盆座式海工起重机Heerema 10 000 mt在豪氏威马中国漳州开发区生产基地开工。该起重机是豪氏威马专门为Heerema 20 000 mt重型起重平台定制的盆座式起重机,具有自重轻、起重能力强、操作灵活、满负荷时仍可实现回转作业等特点。此款起重机拥有长达150 m的吊臂,在前一代重型吊机的基础上进行了优化,减小了自身质量以及应力。此外,由于其合理的A形架布局,较于传统盆座式起重机,此款起重机自重降低了10%~15%。

多式海陆联运方式与路径智能化规划平台的设计

多式海陆联运能够有效节约运输成本与时间。为有效解决多式海陆联运方式与路径规划问题,提出了一种免疫遗传改进算法。该算法通过引入免疫机制,来提升遗传算法的全局搜索能力和收敛速度,其能够有效抑制遗传算法易于陷入局部收敛的缺陷。此外,还给出了一种多式海陆联运方式与路径智能化规划平台的设计。仿真验证表明,所提免疫遗传算法具有良好的全局优化性能,其能够得到理想规划方案。

半潜式海上浮式风机气动阻尼特性研究

由于海上漂浮式风机具有较大的支撑平台运动,气动阻尼效应对海上漂浮式风机的运动响应带来了重要的影响,日渐受到相关国内外学者的关注.为了研究海上浮式风机的气动阻尼特性,本文推导了海上浮式风机气动阻尼力的数学模型,并借助模型实验和数值计算的方法,研究了半潜式海上浮式风机的气动阻尼特性及其作用规律.结果表明,浮式风机的风轮旋转时的气动阻尼比风轮非旋转状态时更加明显;在作业工况下,气动阻尼对半潜式浮式风机平台的纵荡、纵摇、机舱的运动有明显的抑制作用,且主要体现为对半潜式浮式风机的平台运动固有频率响应的抑制作用,对波频范围的平台运动作用甚微.其变化规律与风速大小、波浪载荷等有关,在风机的额定工况之前,气动阻尼通常与风速呈正相关关系,但是增长率有逐渐减小的趋势;在控制系统作用下,当入流风速接近或超过风机额定风速时,容易出现气动负阻尼现象,反而进一步强化浮式风机的运动响应,此时通过降低变桨距控制器的比例系数,即降低变桨距控制器的灵敏度,有助于增加海上浮式风机的气动阻尼效果,并且在一定程度上减缓负的气动阻尼的发生,改善海上浮式风机的运动响应.

漂浮式海上风机平台阻尼结构设计与研究

[目的]为了寻求经济有效的漂浮式风机水动力性能提升方案,研究了加装垂荡板的设计方案,从而提升浮体水动力阻尼性能和减摇效果,最终改善漂浮式海上风电机输出功率的稳定性。[方法]以10 MW半潜型浮式风机为例,通过计算流体力学的方法,探讨了垂荡板结构不同设计参数对于提升漂浮式风机基础水动力阻尼的效用,寻找出优化设计方案。[结果]经过优化设计后的垂荡板结构垂荡阻尼较原结构增大14.9%,摇摆阻尼增大19.1%,而“梅花形”边缘垂荡板垂荡运动阻尼较原始模型提升36.98%。[结论]揭示泄涡产生与垂荡板水动力阻尼改善的形成机理,创新性地提出“梅花形”垂荡板结构,有效改善浮体垂荡运动的阻尼性能,上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研究与设计工作提供重要参考。

单立柱式和驳船式海上浮式风机动态响应对比

为研究风浪不共线作用下,不同类型海上浮式风机的动态响应,针对同一风浪大小下的不同风浪夹角工况,基于5MW单立柱式和驳船式两种不同类型海上浮式风机,通过Open FAST软件进行全耦合仿真。结果表明:在风浪不共线作用下,相较于驳船式海上浮式风机,单立柱式海上浮式风机的运动表现总体上更好。

海上浮式光伏结构及其水动力问题研究展望

淡水水体的浮式光伏发电技术弥补了传统陆基光伏的部分缺陷,在近十年的时间里得到快速发展,与此同时,将浮式光伏技术应用于海洋环境成为了各国学者面临的重要命题。海上环境不同于陆地,在同等光照条件下,海面开阔,日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率更高,发电量可以得到显著提升,但是如何保证海上光伏在极端自然环境下的生存是该项目未来能否实施的最大挑战。首先概述了浮式光伏系统的发展历程,分析了各类浮式结构的形式、特点及其对海洋环境的适用性;然后针对不同结构形式和不同锚泊形式的海上浮式光伏结构,重点围绕其在遭受波浪和风荷载情况下可能遇到的水动力问题和结构强度问题,从设计可行性的角度分析了国内外学者针对相关结构的一些研究成果;最后提出海上浮式光伏系统未来可能的发展方向。

海上浮式风机多体系统耦合动力模型研究

海上浮式风机是近年来随着海上风电的快速发展,为了捕获深海更丰富、更持久的风能而提出的一种风力发电装置,已成为当今风能开发的主要方向。作为一种多体系统,由于海上浮式风机结构特殊,加上环境复杂,对其进行准确的计算和分析尤为重要。本文对海上浮式风机的耦合动力模型进行了研究,建立了复杂工况下Spar型海上浮式风机改进的14-DOF耦合动力模型,包括气动力模块、水动力模块和结构分析模块等,用于扩展其适用范围和准确计算风机的动力响应,并通过数值仿真对所建模型进行了分析和验证。主要的改进有:不对平台和塔架的转动角度作小量近似,扩展其适用范围;考虑角速度和欧拉角速度的换算关系,不作等化处理。此外,所建模型考虑风机叶片扭转角对叶片变形的影响,得到了较为准确的叶片面内外响应。同时采用线性势流理论对水动力进行计算,较之Morison方程适用性更广。仿真分析表明,本文所建模型可以更准确地计算海上浮式风机系统的动力响应,且具有更广的适用范围。

基于数字孪生的海上浮式发电平台连接器应力场预报方法

[目的]对多模块海上浮式发电平台连接器开展安全性评估时,为弥补因传感器数量有限而无法实时监测全域结构应力场的问题,提出一种基于仿真数据库的海上浮式发电平台应力场快速预测的数字孪生方法。[方法]通过将连接器的三维物理模型降阶为一维数字模型,在数字空间内对连接器的应力场数据进行插值推演,从而实现结构应力场的全域快速预报及可视化展示。[结果]结果表明,仿真模型与试验结果的吻合度较高,最大绝对误差为8.61%;对于不同加载角度下的数据插值推演,当加载角度插值步长为10°时,应力平均绝对误差为1.98%;对于不同载荷下的数据插值推演,当载荷插值步长为10 t时,应力平均绝对误差为1.28%,实现了连接器应力场分布的快速预报与可视化展示。[结论]基于数字孪生技术所构建的连接器数字化模型可为海上浮式发电平台结构强度的快速动态感知及科学预测提供参考。

近海深水区混凝土半潜型浮式风机一体化计算与耦合动力特性分析

[目的]文章旨在探索10 MW级半潜型浮式风机的一体化计算方法并分析其在40~50 m近海深水区的耦合动力响应特性。[方法]以10 MW混凝土半潜型浮式风机为例,构建一体化时域数值计算模型,统计分析其额定发电和极端工况下的平台动力响应和系泊张力特征。[结果]平台水平运动主要受波浪荷载、风荷载和系泊刚度特性的影响,最大水平运动和系泊张力发生在生存工况,垂向运动主要受波浪荷载影响,摇摆运动的均值主要受风荷载影响,上述浮式风机动力响应均满足设计指标。[结论]一体化数值计算方法较好地考虑浮式风机耦合动力特性,由于水深限制,近海深水区的海上漂浮式风机对水平运动约束和系泊非线性问题的优化更为重要,响应极值主要发生在极端工况,上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研究与设计工作提供了一定的参考。

基于规定性能方法的海上浮式风机独立变桨控制

针对复杂海洋环境的干扰问题和海上浮式风机本身结构的强非线性、时变性问题,本文提出一种有限时间规定性能方法,保持浮式风机输出功率稳定,并减小风机结构载荷。有限时间规定性能引入收敛的性能函数来约束功率的波动,可以良好的适应浮式风机高度非线性系统,并且不需要精确的系统动力学模型。把该方法应用于统一变桨和独立变桨控制实现了功率调节、平台俯仰运动控制和叶片疲劳载荷的降低。在FAST上进行仿真试验验证该方法具有良好的性能。

海上浮式风电装备关键技术工程探索与实践

海上浮式风电装备已经逐步成为深远海新能源开发的热点。但浮式风电商业化开发仍面临一系列技术难点和挑战。本文系统梳理了海上浮式风电装备设计分析关键技术,从总体性能分析、结构整体强度、系泊系统设计、疲劳强度分析、稳性校核、动态电缆设计6个方面,提出了解决思路和分析方法;结合国内浮式风电平台的实际工程案例,给出有益结论和建议。对我国浮式风电装备开发进行了很好的工程探索和实践,以期为我国漂浮式风电技术的发展壮大提供有益参考。

波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的统计线性化方法及其在振动控制中的应用

针对海上浮式风机既有分析方法难以高效率地预测其随机动力响应这一问题,提出了一种基于统计线性化算法的波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的随机响应快速计算方法,并对其在浮式风机振动控制中的应用进行了研究。以Spar型海上浮式风机为对象,基于拉格朗日方程建立了其4-DOF的波浪耦合作用下的非线性模型,并验证了所建模型的准确性。在所建立的非线性模型基础上,提出了基于统计线性化算法的Spar型浮式风机随机振动分析方法,并从多方面对该方法进行了验证,结果表明该方法能将计算效率提升4,5个数量级,且具有足够精度。将该方法应用于浮式风机振动控制中,高效率地实现受TMD控制下的风机的控制参数优化和性能分析,得到了TMD的最优控制参数,发现TMD对浮式风机的振动控制效果有随海况等级的提高逐步降低的趋势。所提出方法兼具高精度、高效率和在不同海况下的普适性,同时也为海上浮式风机的设计优化、疲劳分析、可靠性验算等基于统计特性的研究提供了一种高效的分析方法。