Spar基础浮式风机系泊系统全耦合分析

本文以OC3 Hywind Spar基础浮式风机为研究对象,采用先进的空气动力-水动力耦合时域分析方法,针对其在中国南海某海域风浪流共同作用下,系泊系统、浮式基础运动以及风机与塔桶载荷响应进行分析。对比了定常风与湍流风模型对浮式风机系泊系统、整体运动响应以及风机载荷的影响。计算结果表明：相比于湍流风,采用定常风进行浮式风机系泊系统分析将得到偏于危险的结果,同时浮式风机运动响应与风机载荷结果偏小。本文建议在系泊系统初始设计阶段采用定常风方法进行设计,在系泊分析阶段采用湍流风进行分析,以保证浮式风机长期服役安全。     

浅吃水单柱式浮式风机动力学特性仿真研究

本文采用FAST软件对一种浅吃水单柱式浮式风机系统的动力学特性进行了研究.这一浮式风机适用于能源成本相对合理、水深为150 m的海域.本文首先讨论了这一浮式风机系统和OC3-Hywind系统在动力学特性方面的差异,然后研究了风尤其是湍流风对系统动力学特性的影响,最后对这一系统在多种载荷状况下的动力学行为进行了详尽的分析.研究结果表明:湍流风会在系统固有频率附近引起显著的激励;纵荡和纵摇运动取决于风轮推力,它们通过风轮推力和相对风速之间的联系建立起耦合关系;Spar平台的艏摇运动主要取决于平台横摇时由风轮推力引起的艏摇力矩.     

基于激光视觉融合的帧间匹配方法

同步定位与地图构建(Simultaneous Location and Mapping,SLAM)是机器人在未知环境中实现自我导航能力的重要保证。目前SLAM算法使用的主传感器基本是激光雷达或视觉相机。二者各具优劣,激光雷达能更精确地进行测距,视觉相机能反映环境丰富的纹理信息。与使用单一传感器相比,将二者融合的SLAM算法能够获得更多环境信息,达到更好的定位和建图效果。文章提出一种融合激光雷达和视觉相机的帧间匹配方法,通过在SLAM帧间匹配过程中加入地面约束以及视觉特征约束,提高帧间匹配过程精度,增强算法鲁棒性,从而提升SLAM算法整体效果。文章最后利用采集的地下停车库数据进行结果验证,与开源算法A-LOAM进行对比。结果表明,相比A-LOAM的帧间匹配方法,文章提出的方法相对位姿误差提升约30%。     

Strain estimation for offshore wind turbines with jacket substructures using dual-band modal expansion

Structural fatigue is a design driver for offshore wind turbines (OWT). In particular, the substructures, like jackets, are strongly affected by fatigue. Monitoring the fatigue progression in the welds is vital for the maintenance and a potential lifetime extension. However, inspections of critical locations are costly due to the limited accessibility of the mostly submerged jacket. Considering the high number of potentially critical welds, it is regarded as economically unfeasible to equip all fatigue hot spots with sensors. Thus, an indirect method to monitor the fatigue progress of the structure and point out critical locations is desirable. For a consistent support of ongoing maintenance, it has to yield reliable results for varying operational and environmental conditions. This paper applies a virtual sensing approach to jacket substructures. From a small set of sensors on the tower, fatigue at every desired location of the jacket is estimated using dual-band modal expansion. Simulations using the OC4 jacket design are performed to show potentials and limitations of the method. Namely fatigue progress on leg welds of K-joints is predicted with high accuracy over a wide range of load cases. However, some difficulties in fatigue prediction of X-joints due to the occurrence of local modes and limitations in the extrapolation of wave loading have to be resolved in future work.     

变桨器故障引发停机对海上桁架式Spar风机运动的影响

应用空气动力-水动力时域耦合模型,模拟风机叶片因变桨器故障而卡住并由此引发的停机过程,研究此故障情况对海上桁架式Spar风机系统6个自由度运动响应的影响。研究结果表明:开发的数值模型成功地模拟了风机进入停机过程中的电网断开以及空气动力制动,预报的纵摇运动与其他数值模型的结果接近。通过桁架式Spar风机系统在正常工作情况和故障情况下的对比发现:纵荡、纵摇、横荡以及横摇的振幅因故障而增大,艏摇运动在停机过程中被快速激发,振幅大幅增加,揭示了此类故障对海上Spar风机系统的安全性构成威胁。     

一种基于稀疏表达和光流的目标跟踪方法

提出一种将稀疏表达技术融入到传统光流算法的目标跟踪方法.首先使用FAST和Harris算法在视频序列的每一帧中为光流算法采集运动目标的特征点,之后光流算法基于后向跟踪-形心配准的方法对跟踪目标完成粗略定位.在当前帧的粗略定位处应用仿射变换产生N个候选区域.最后应用稀疏表达技术判断出与原始目标匹配率最高的仿射变换区域做为最终目标跟踪区域.实验结果表明,该算法既能较好地适应目标的外观变化,又具有较强的抗遮挡能力,鲁棒性强.     

基于FAST特征检测和FLANN特征点匹配算法的隧道展布图拼接方法研究

本文研究基于FAST特征检测和FLANN特征点匹配算法的隧道展布图拼接方法,主要解决目前隧道图像拼接中全幅拼接的技术问题。文章对一个隧道中隧道检测车分别左右检测两次所获得的两组隧道衬砌面图像进行分析,在每组数据中包含了一定量多个相机等距离触发、同一时刻同步拍摄的半幅隧道拼接数据,对隧道全幅拼接技术的进行详细分析和研究,提出了有效的解决方法,可以快速、准确地拼接出隧道展布图,满足隧道养护需求。