基于304dB的北欧海相黏土参数空间非均匀变异性研究

由于应力和沉积作用的历史差异,不同场地的岩土类型与性质会有所不同;即使同一场地,在不同位置处的岩土类型及性质亦存在差异。目前普遍采用的均匀随机场模型很难准确表征上述复杂空间变异性,且缺乏原位测试数据的验证。为此,基于国际土力学与岩土工程学会风险评估和管理委员会TC-304所开发和维护的岩土实测参数数据库304dB,对北欧三国挪威、芬兰、瑞典海相黏土参数的空间变异性展开了深入研究。分析比较了北欧三国海相黏土的统计特征参数沿深度变化的异同以及各参数相互影响的物理机制,明确了各参数的空间变异性规律。通过趋势性、涨落性与相关性分析,揭示了北欧三国海相黏土参数均值、标准差以及涨落尺度沿深度均非常数,均值沿深度线性增长,标准差沿深度的变化趋势近似为二次函数,相关函数与间距及位置有关,但随间距增长不会一致收敛。基于综合样本的分层相关性分析,建立了海相黏土参数分层非均匀随机场,该随机场均值为沿深度的线性函数,标准差为在空间变化的随机场,其趋势函数为沿深度的二次函数,不同分层位置处黏土参数可具有不同的均值和标准差初值,各层内参数具有不同涨落尺度。与均匀随机场以及仅考虑均值沿深度线性增长的非均匀场模型相比,所建立的分层非均匀随机场模型可以全面描述海相黏土参数均值、标准差及其相关性沿深度的复杂空间变异性及其非连续变化的分层特性。

浮式风电施工技术现状及分析

全球范围内,浮式风电已有较多施工案例。本文汇总了国内外主要浮式风电项目实施情况,按运输、风电机组安装、系泊锚固系统安装及系泊系统回接对浮式风电项目施工阶段进行划分,并介绍了各阶段施工技术国内外研究情况、关键技术及装备。基于施工费用高的现状,分析了模拟分析技术、批量施工技术及专用施工平台的发展趋势。

海浪作用下的风力发电机组总体性能仿真

为研究海上风力发电机组在复杂多变且环境恶劣影响下整机的工作性能,使用仿真技术进行模拟分析。采用GDW动态入流理论进行风力机气动载荷计算分析,Airy线性波理论进行波浪载荷计算分析,建立风力机传动系统的MATLAB/simulink数学模型及ADAMS多柔体动力学模型,并将MATLAB/simulink控制系统模型同ADAMS进行风力机系统总体性能的联合仿真。对某厂家5MW海上风力发电机的仿真数据同Bladed软件结果比较表明,该联合仿真方法可以较好地模拟风力机的总体性能。

风电主齿轮箱轴承运行可靠性影响因素分析

主齿轮箱是增速型风力发电机组最关键的部件之一,而其轴承运行的可靠性对齿轮箱及机组的安全稳定运行有着直接的影响。本文着重于齿轮箱及轴承应用方面的研究,通过分析传动链及齿轮箱结构、轴承选型、润滑、齿轮箱安装及维护等对齿轮箱轴承运行的影响,并针对这些因素需考虑的应对措施,以保障齿轮箱及机组的可靠运行。

电子产品生产工艺课程基于“三链闭合五网融合”的实践育人教学路径研究

本文以电子产品生产工艺课程教学为例,探索如何将三链闭合五网融合实践育人特色路径的方式融入到教学过程中。分析目前电子产品生产工艺课程的现状和不足;以“三链共生”中的教师链为例,梳理出电子产品生产工艺课程的知识结构、五网融合对实践育人的指导内容这两个基础面。基于这两个基础面的知识内容,通过多项关联方式深挖知识点与实践育人内容的关系,得到五个关键因子。针对五个关键因子,以电子产品生产工艺课程为载体,积极进行教学改革,探索将五网融合的实践育人思想合理、高效的融入到教学过程,制定实践育人的人才培养模式,从5个方面积极探索了教师队伍改革和建设方案,从而全面提升教师的实践育人能力,达到高职学院实践育人的目的。

青藏高原冬春多源积雪资料年际变化尺度上的适用性分析

青藏高原冬春积雪变化具有显著的年际变化特征,其对中国东部夏季降水预测具有一定指示意义。由于特殊的复杂地形,青藏高原气象站点分布稀疏且不均匀,再分析数据和卫星数据提供的高原积雪资料的不确定性是影响和制约积雪变化及其天气气候效应研究中的一个关键问题。本文基于青藏高原台站观测、再分析(ERA5和NOAA-V3)和卫星反演(MODIS雪盖以及IMS雪盖)的多源积雪资料,采用偏差分析、均方根误差以及相关分析等多元统计方法重点检验了多源高原积雪数据在描述积雪年际变化特征方面的不确定性。通过比较不同积雪资料的时空分布和变化特征,以期提升多源高原积雪资料适用性的认知,并为相关研究提供有意义的参考。分析结果表明:(1)就再分析数据给出的积雪资料而言,ERA5雪深资料相较NOAA-V3雪深,对高原站点观测雪深的描述效果更好。除了高原中东部分站点外,ERA5雪深数据的平均偏差和平均均方根误差均较小,而NOAA-V3雪深数据的平均偏差和均方根误差在整个高原范围内均存在一定程度的高估;(2)再分析(ERA5和NOAA-V3)和卫星反演(MODIS雪盖以及IMS雪盖)积雪数据和高原站点雪深均在年际变化特征上具有较好的一致性;其中ERA5再分析积雪数据与高原站点观测雪深数据在长期趋势上更为类似;另外,北半球雪盖与站点观测雪深的年代际变化趋势更加类似;(3)再分析资料(ERA5、NOAA-V3)的雪深和雪盖在高原的分布存在空间差异性,其中NOAA-V3在多雪年和少雪年的大值区都位于高原南部、北部边缘以及高原中东部,而ERA5的大值区主要分布在高原的中东部、西部以及南部边缘。然而,每种再分析数据各自的雪深和雪盖之间差异较小,且积雪异常年份的差值分布较为一致,无论是雪深还是雪盖,正异常区都位于高原中部、西部和南部边缘,负异常区则都在高原北部;(4)三种卫星的雪盖在多雪年大值区都位于高原中东部、南部以及西部地区。不同卫星数据在积雪异常增多年份雪盖的差值分布也较为一致,但再分析资料体现出的高原北部边缘的负异常并未在卫星雪盖资料上体现出来,此结果可能与卫星反演积雪数据的涵盖时间短以及处理方式不同有关。

论高新技术企业科研项目经费管理体系的构建

我国改革开放以后,大力推动科技的发展,对企业科研方面提供了大量支持。与此同时,国家也不断加强对高新技术企业科研项目经费的管控,相继出台了相关管理政策,重视科研项目经费监管工作。在此背景下,高新技术企业也应当完善科研项目经费的管理体系,强化预算管理,对经费支出等进行全过程监管、规范审批流程,并落实相关责任,确保科研项目经费得到合理有效的利用。目前我国部分高新技术企业发展中不够重视科研项目经费管理,相关管理制度和机制不健全的问题存在,阻碍了高新技术企业科研水平的提升,造成资金浪费。本文主要就高新技术的科研项目经费管理体系相关工作展开探讨,首先介绍高新技术的科研项目经费相关内容,然后分析科研项目经费管理中存在的问题,并提出管理体系建设完善措施。

风浪流方向变化对空转浮式风机运动响应的影响

研究漂浮式风电装备空转工况下,随共线风浪流方向变化的运动响应变化规律。根据海装6.2 MW海上浮式风机的参数,利用DeepLines Wind软件对其进行一体化建模仿真,针对不同共线风浪流方向下的漂浮式风机进行数值模拟,得出风浪流方向变化时浮式风机运动响应的变化规律。海上浮式风电装备处于极端空转工况时,共线风浪流方向的变化对其艏摇、纵摇和纵荡的运动影响显著。当共线风浪流方向为90°时,对海上漂浮式风机艏摇运动产生的影响最大;在共线风浪流方向为0°时,纵摇和纵荡均达到最大值。

端板式连接节点计算方法探讨

端板式连接节点抗弯、抗剪主要靠高强螺栓提供的预紧力承担,而目前关于高强螺栓的计算方法较多,基于不同计算假定下给出的计算公式有一定差异,尚未统一,为确保项目安全可靠,结构工程师一般选用相对保守的方法进行施工图设计。本文对规范、手册的计算方法进行了梳理,结果表明按照抗弯中心位于“端板形心”假定的螺栓布置结果与《钢结构高强度螺栓连接技术规程》计算方法一致,其算法较抗弯中心位于“受压翼缘中心”更为保守。基于一个项目案例进行了设计对比分析,最后采用ABAQUS有限元软件建立精细化模型,进行典型梁柱连接节点受力详细分析,有限元结果表明,顶部两排螺栓起主要作用,旋转中心靠近受压翼缘中心,高强螺栓拉力分布实际呈非线性,从螺栓拉力角度看,与《钢结构高强度螺栓连接技术规程》计算方法基本一致。本文为端板式连接节点设计提供参考建议。

海上风电机组叶片螺栓疲劳强度影响研究

风力发电机叶片连接用高强度螺栓在服役过程中较易发生断裂情况,而这其中最常见的断裂形式就是疲劳断裂,疲劳断裂的原因多是由于预紧力与位置偏差导致。通过对某海上风电机组不同预紧力与位置偏差工况下叶片螺栓疲劳强度分析,确定不同偏差值对叶片螺栓疲劳强度的影响,从而对后续的风电场安装、运维给出建议。

海上浮式兆瓦级垂直轴风力机风轮结构布局研究

针对兆瓦级海上浮式直叶片垂直轴风力机的风轮结构布局,提出采用基于响应面法的多目标结构优化设计方法对其风轮进行结构布局设计。通过分析风轮支撑臂在复杂环境和载荷作用条件下的力学性能,以准静态解为基础构建垂直轴风轮结构布局多目标优化参数化模型,采用Kriging响应面法求解设计变量与评价指标之间的响应面,明确设计变量的最优取值范围。以风轮整体质量最小化为优化目标,以风轮主要结构的最大等效应力和最大位移为约束条件,采用MOGA遗传算法对风轮结构布局尺寸进行优化设计,优化后风轮结构布局的最优样本方案在满足约束条件的同时,整体质量减轻6.8%,轮毂偏移量减少22.87%,塔筒高度降低33.78%,显著降低了垂直轴风力机整机的制造成本。同时,优化设计后风轮固有频率避开了风轮旋转的1倍转频(1P)和3倍转频(3P)范围,避免了结构共振。研究表明,基于响应面法的多目标优化设计方法在垂直轴风轮结构布局设计上是可靠的。

海上风电机组门洞焊缝应力计算及测试验证

风电机组的塔筒门框焊缝应力状态复杂,且在机组全寿命周期服役过程中承受超高周的动态载荷,其疲劳可靠性是塔筒设计工程师需重点关注的设计项点之一。由于塔筒面内弯矩载荷M_(x)、M_(y)塔筒疲劳设计的主导载荷,在进行塔筒门框焊缝疲劳设计时仅考虑面内弯矩载荷即可,门框焊缝的疲劳强度计算精度取决于焊缝处评估应力的计算精度,门框焊缝疲劳强度的评估应力通常采用国际焊接学会(IIW)推荐的热点应力法计算得到。文章首先针对某大兆瓦海上风电机组得塔筒门框焊缝区域进行有限元仿真计算,得到在塔筒面内弯矩M_(x)、M_(y)的单位载荷作用下选定的多处门框焊缝应力插值点的应力结果。然后基于测试得到的塔底截面弯矩时间历程,线性推导得到各焊缝应力插值点处的应力时间历程。最后将推导得到的应力时间历程与测试得到的应力时间历程进行对比,以此验证门框焊缝应力计算模型的正当性。对比结果表明,文章采用的门框焊缝应力计算模型是满足工程设计需求的。

基于材料非线性海上风力发电机塔架屈曲分析

塔架结构是海上风力发电机组的支撑结构,其设计水平直接影响设备的安全性和经济性。风力发电机组塔架高度多在90 m~110 m,作为典型的细长薄壳圆柱结构,屈曲稳定性为塔架设计的主要限制条件。通过有限元数值模拟LBA/MNA分析方法,对海上风力发电机组塔架设备临界屈曲载荷进行计算和分析。通过与EN1993-1-6中基于薄膜应力理论的传统工程算法对比表明:由于塔架的材料非线性特性存在,基于有限元的数值模拟屈曲分析方法结果比传统的工程算法更接近于实际情况,且经济性较优,可为塔架结构的屈曲优化提供方向。

海上风电机组发电机绕组的故障预警

对海上风电机组的零部件开展实时状态监测,有针对性地进行预测性维护,有助于增加机组运行的寿命,提升风电场的经济效益。针对海上机组的发电机定子绕组故障,提出一种基于K均值聚类和one-classKNN单分类的发电机绕组故障预警算法,用于监测发电机定子绕组的健康状态。通过对海上某风电场的机组进行测试,正确率和故障准确率分别达到了96.15%和87.5%,验证了算法能够较好地预警绕组故障,具有一定的推广价值。

大型海上风力发电塔转接段静力性能研究

随着风力发电行业的发展,钢-混凝土混合高塔已经成为一种趋势。为明确海上风电机组中钢-混凝土塔筒转接段的力学性能,以160 m钢-混凝土塔筒转接段为原型,开展了1∶3的缩尺模型试验,并用ABAQUS建立了混凝土转接段的精细化有限元模型。试验结果表明:混凝土转接段的力学性能优异,在0.3P、0.5P和0.8P的循环加载过程中试件始终处于线弹性阶段,在静力加载过程中混凝土转接段与底部之间的界面分离量很小(在0.35 mm内)且实际观察中法兰环没有出现开脱现象。缩尺试验结果表明转接段部分结构设计安全可靠。有限元分析结果表明:混凝土转接段在进行1.3P的超载加载后,裂缝继续发展(相比1.0P加载),转接段外侧的高应力区集中在试件底部,转接段的抗超载能力强,结论可为同类转接段提供力学性能参考。

江苏近海风资源特征及风电场项目后评估

通过一个江苏近海风电场为研究对象,基于完整年测风塔资料与机组运行资料分析了平均风速、风玫瑰图、威布尔分布、风功率密度和功率曲线要点来研究江苏近海风资源特征和项目后评估,研究结果如下:平均风速的月变化可以直观地显示不同月份风速的大小和变化趋势,测风塔风速经代表年订正后与机组运行期修正后实际平均风速一致;风电场盛行北部偏东和东南风,风速均主要集中在6m/s~8 m/s;运行机型性能表现优异,且风机之间的性能差异较小。研究结果有助于了解江苏近海地区风资源情况和进一步认识机组功率曲线来评估对特定风电场的实际运行效率,为沿海地区未来风能的开发利用提供参考,以确定该风电场是否实现了其预期的发电目标。

海上风电机组齿轮箱进口油温异常预测

由于海上风电机组齿轮箱要长期承受无规律的变向变载荷的风力作用以及强阵风的冲击,为保证风电机组可靠运行,对齿轮箱进口油温进行异常预测。结合风电机组SCADA运行数据提出了一种基于SVM-RFECV算法和BP神经网络的风电机组齿轮箱进口油温异常预测方法。首先完成数据的预处理,然后利用SVM-RFECV算法计算不同变量的重要度,并选择平均交叉验证均方误差的最小变量组成最优特征,最后利用选取的最优特征数据建立的BP神经网络的预测模型,实现对风电机组齿轮箱进口油温异常预警。通过海上某风电场现场实际SCADA数据对模型进行验证,结果表明提出的方法能有效实现对风电机组齿轮箱进口油温异常预测。

大型海上风电机组整机涡激仿真

随着海上风电机组朝着大型化发展,塔筒高度和叶片长度都显著增加,并且海洋风比陆地风的湍流度更小,这些因素使得大型海上风电机组在吊装或停机状态下频繁出现涡激振动现象。涡激振动增大了风电机组发生强度失效以及疲劳寿命降低的风险。为研究大型海上风电机组整机涡激振动的机理,文章采用仿真方法对某大型海上机组实际发生的涡激振动现象进行复现和分析:首先对风电机组进行流场分析,然后提取流场分析得到的时序载荷,施加到风电机组有限元模型上,进行瞬态分析,从而实现流固耦合仿真。仿真结果表明:风电机组的涡激振动是一种流固耦合现象,主要原因是,在特定风况条件下,气流在塔筒和叶片的壁面处形成周期性脱落的漩涡,对壁面产生周期性的反向载荷。当载荷频率与机组振动的固有频率接近时,使机组发生共振。文章通过仿真方法揭示了大型海上风电机组发生涡激振动的机理,对提出风电机组涡激振动防治策略具有参考意义。

海上风电机组齿轮箱散热异常状态预测方法

齿轮箱是海上风电机组的关键部件,其散热状态直接影响着风电机组的运行状态。为减少因齿轮箱散热异常影响机组运行状态进而造成不必要的发电量损失,提出一种随机森林算法的齿轮箱散热异常状态预测模型。该模型首先基于风电机组运行机理对数据进行预处理以及的样本的标定,然后基于随机森林算法进行模型训练,最终实现风电齿轮箱散热异常状态的预测,通过2个风场现场SCADA数据的试验验证,该预测方法的精度达到97.1%,证明了所提方法能够有效及准确地对海上风电机组齿轮箱的散热状态进行预测。

海上风电EHS管理系统架构设计

随着全球低碳需求的发展,风电行业逐渐进入快速发展期,而随之带来了安全生产的挑战。同时,现代科技信息化的发展也不断的激励着企业传统管理模式的转变,通过引入信息化系统,利用信息化数据监控企业安全管理责任制、程序制度、风险管控落实等安全管理情况,通过数字化激励和引导员工参与安全管理,能够更好地解决风电行业传统安全管理诸多难题,例如海上风电作业的行为管理等。文章简要对中船海装风电有限公司环保、职业健康、安全管理(EHS)信息化系统建设管理思路进行介绍。