基于多维AR模型的近海风机振动特性

基于自然风特性,通过考虑结构结点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟海上风机塔架脉动风荷载时程。在考虑桩-土-风机塔架系统相互作用的基础上,建立了三维有限元模型,分析了风机结构的固有频率及模态振型,对比研究了在不同方向风荷载作用下结构的位移、应力时程。结果表明:虽然不同入射风向对塔筒顶端的位移极值影响不大,但对局部位移和最大应力有显著的影响,结构应力的极值点出现在桩基与塔筒的连接段上。研究结果可为海上风机三桩基础布置、桩基承载力设计、结构强度设计、风机塔架的抗风提供参考。     

水平荷载作用下高桩码头叉桩扭角布置研究

以湛江某高桩码头标准结构段桩基布置为例,运用有限元软件ANSYS建立空间有限元模型,考虑4种水平荷载作用控制工况,对不同叉桩扭角布置方案码头桩基内力进行计算分析,讨论水平地震荷载及船舶荷载对叉桩扭角布置的影响.计算结果表明:结构横向水平位移与桩弯矩随扭角的增大而增大,结构纵向水平位移和桩弯矩随扭角的增大而减小;在纵向水平地震荷载组合工况下,码头结构位移及桩弯矩最大;综合考虑纵横向刚度的影响,本码头结构段叉桩扭角选用20°较为合理.     

阳汉线跨越塔桩基对堤防防洪安全的分析评价

采用弹塑性有限元接触分析方法研究了阳逻电厂～汉口变500kV输电线路跨越塔在水平荷载、竖直荷载及其组合荷载作用下,桩基承台及桩基与土体的裂缝开展及分布规律;同时,采用二维及三维有限单元法分析了跨越塔基础土层渗透坡降及渗流场分布规律;在此基础上,采用极限平衡分析方法研究了地下水作用情况下,跨越塔基础堤防背水坡的抗滑稳定性.通过系统分析跨越塔工程对堤防安全的影响,表明阳汉线跨越塔工程满足堤身抗滑和渗透稳定的要求,对堤防防洪影响不大.     

超厚软土层条件下码头超长摩擦桩分析

福建霞浦核电厂大件码头拟建位置具有40～50 m的超厚软土层,码头桩基采用的超长摩擦桩的桩-土间相互作用较短桩和中长桩相比更为复杂,很多问题均属设计规范的临界模糊范围。采用有限元法对超长桩在水平和竖向荷载作用下的位移、内力和侧摩阻力进行全面的计算分析,总结超厚软土层中超长摩擦桩的桩身节点水平位移和内力的分布趋势:对于超长摩擦桩,同一土层分层提供侧摩阻力更加合理,且泥面50 m以下的桩侧摩阻力会随着土层深度的增加继续增长,增长速率较50 m以上更快。     

大直径PHC桩竖向承载力分布的试验研究

结合某跨海大桥桩基试验项目,对4组大直径PHC桩进行了竖向承载力静载试验,并通过桩身预埋的应变式钢筋计测试桩身轴力分布.试验结果表明,随着桩端土层刚度的提高,单桩极限承载力也将进一步增大,因此对于大直径PHC桩,也应选择较好土层作为持力层;随着桩顶荷载的不断增大,桩端阻力分担荷载所占的比例也逐渐增大,表明大直径PHC桩呈端承摩擦桩的承载性状;对于桩端持力层较好,而上覆软弱土层较厚的大直径PHC桩,尚应考虑上部土层侧摩阻力软化现象的影响;尽管大直径PHC桩桩身刚度较大,但在设计工作荷载下,此次试验的桩顶实测沉降主要由桩身压缩引起.     

深厚软土地基钢管桩静载试验研究

通过对软土地基中1根桩长52.5 m、桩径1 m的钢管桩的压桩试验、拔桩试验和水平静载试验,探讨软土地基中钢管桩工程性状和分布规律。结果表明:软土地基钢管桩水平静载试验的最大弯矩值在泥面以下2倍桩径处,且不随着荷载的增加而改变;软土地基的水平静载试验,按照按泥面位移10 mm进行位移控制时,其m值可取3 500 kN/m~4;软土地基由于侧阻力较小,压桩试验时,传递至桩底的轴力值与桩顶荷载的比例可达30%,而拔桩时,该值为12%左右。     

水平循环荷载作用下群桩与软粘土相互作用离心模型试验研究

桩基是水工构造物常用的地基处理方式之一,在国内外水运工程建设中均有应用。在波浪、船舶等循环荷载条件下,桩基和软粘土之间的相互作用,易发生软土强度弱化、桩基变形位移,带来工程危害。为解决这种情况,应从水平循环荷载作用下桩和饱和软粘土之间的作用机理着手开展研究。文章通过离心机模型试验,研究了水平循环荷载作用下饱和软粘土与高承台群桩基础的相互作用。试验结果显示,在每个加载卸载循环过程中,随着施加荷载值的增大,引起桩基的最大位移和残余位移同时增加。每次加卸荷循环后,桩体内均产生残余弯曲应变。群桩的前排桩产生的弯曲应变值是后排桩的3.2倍。     

深水大直径嵌岩钢管桩施工期风险分析

对施工期深水桩基作了基于位移的可靠度分析,采用蒙特卡洛有限元方法,计算得到桩基随地基基床系数、嵌岩深度、桩长、桩径、桩身弹性模量、桩身重度及桩顶水平荷载等参数变化的失效概率;结合可靠度计算的结果,采用模糊数学理论对桩基直接经济损失进行分析,计算得到桩基发生不同程度损失的概率,较全面系统地对施工期的深水桩基工程进行了风险分析。     

应变测量在海上桩基静载试验中的应用

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学行为最客观、可靠的方法.在进行海上桩基静载试验时,通过预先设在钢管桩上的电阻应变片进行应变测量,获得桩身在各土层中应变的变化,从而获得桩身轴力的变化、分析桩-土间的荷载传递规律,测定各土层的桩侧摩阻力、桩端阻力和水平荷载作用下桩身弯矩的分布规律.     

基于港口码头安全的隧道埋置深度研究

本文依据江阴二通道隧道工程穿越了.码头及船坞,通过数值模拟试验来分析双隧道工程.与码头桩.基的影响.。当地层损失率为05%时,分别模拟了隧道顶部距离桩底的距离为100m、130m和160m的情况,研究结果表明,随着隧道与桩底距离的增加,隧道间及其上方土体均产生较大沉降,且最大地基沉降随隧道与桩底距离的增加而逐步递减.。码头桩基沿隧道各方向的位移在逐步.减小,最终桩基沿隧道横向最大.水平位移降低了156%,沿隧道纵向最大水平位移降低了64%,码头的最大沉降降低了196%。并且,在本次的数值模拟试验中,还得出码头模拟试验的影响范围为136m。     

海上风电场风机桩基局部冲刷计算

建设海上风电场时,风机所处的海洋环境十分复杂,在风、浪、流等气象水文要素的影响下,风机桩基周围会出现冲刷坑,进而影响风机基础的稳定。因此,风机桩基的局部冲刷深度是工程设计的重要参数。采用埕岛油田海洋平台桩基局部冲刷现场观测资料,对国内常用的2个计算桩基局部冲刷深度的经验公式(韩海骞公式和王汝凯公式)进行验证,运用波流合成速度代替纯潮流速度。结果表明该海域波浪对泥沙的作用不可忽略。韩海骞公式重新计算的结果与实测值吻合良好。     

海上风电认证为“中国风速”加力

2010年中国风电规模超跃美国成为世界第一。坐上全球头把交椅,中国风电仅仅用了5年。在短短的5年间,中国不仅晋升为全球新增装机容量最快的市场,还缔造了两家全球排名前五的风机制造企业。这就是"中国风电速度"。在"中国风速"的实现过程中,风电认证提供了重要保障。随着风电重心向海上转移,海上风电认证正当其时。在经历了2010年的海上风电元年后,中国海上风电迎来了规模化的快速发展。面对汹涌而来的发展势头,海上风电发展能否延续"中国风速",海上风电认证将是关键因素之一。     

侧向风下航母甲板风涡流场的模拟研究

采用低马赫数假设下的气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究在侧向来风条件下,航母甲板风涡流场的特点。在侧向来风时,航母前部甲板上方压强时均值、变化幅度与周期差异不大;后部甲板上方压强时均值较前半部分略有增加,变化幅度和周期均有所增大。     

Structural analysis of an offshore vertical axis wind turbine composite blade experiencing an extreme wind load

The vertical axis wind turbine (VAWT) configuration has many advantages for an offshore wind turbine installation. The VAWT is omnidirectional and its rotating mechanical components can be placed close to sea level. In this paper, the structural analysis of a VAWT blade structure subject to a critical load case was investigated with two methods, an analytical model and a finite element (FE) model. It was shown that the utilisation of a composite blade topology can resist the induced flapwise loading and the material strains were contained within their allowable limits. The analytical approach was demonstrated to be a quick and accurate technique to compute the composite blade strain distribution when compared to the FE model results.     

Forecasting wind with neural networks

Wind forecasts over a varying period of time are needed for a variety of applications in the coastal and ocean region, like planning of construction and operation-related works as well as prediction of power output from wind turbines located in coastal areas. Such forecasting is currently done by adopting complex atmospheric models or by using statistical time-series analysis. Because occurrence of wind in nature is extremely uncertain no single technique can be entirely satisfactory. This leaves scope for alternative approaches. The present work employs the technique of neural networks in order to forecast daily, weekly as well as monthly wind speeds at two coastal locations in India. Both feed forward as well as recurrent networks are used. They are trained based on past data in an auto-regressive manner using back-propagation and cascade correlation algorithms. A generally satisfactory forecasting as reflected in its higher correlation and lower deviations with actual observations is noted. The neural network forecasting is also found to be more accurate than traditional statistical time-series analysis.     

好风凭借力 送我去远航-风力在航海中的应用

人类利用风帆行船。已有5000多年的历史。15-18世纪，帆船进入鼎盛时期，不但在江河湖泊中“千帆竞发”，而且在远洋航行中，帆船也大显身手：郑和七下西洋，哥伦布远撒发现美洲新大陆，麦哲伦航海环球一周成功，都是风帆的卓越贡献!在发达的海洋国家，甚至还利用巨型帆船进行军事活动，因此有的学者将这一时期称为“帆船时代”，甚至称为“帆舰时代”。     

海上风电技术特性对比分析

从海上风能开发利用的技术包括所涉及风电场建设(机组排列、安装及运输、运行监控等)、风电机组设计、并网(海上高压系统、海底电缆、岸上接入设施等)等方面,对比分析海上风电与陆上风电的技术差异,结果表明海上风电在基础安装、运营维护等方面较陆上风电要求更高、难度更大。为进一步发展海上风电提供了参考。     

风机塔架与叶片相互作用的数值模拟(英文)

Numerical simulations of wind turbine blade-tower interaction by using the open source OpenFOAM tools coupled with arbitrary mesh interface(AMI) method were presented.The governing equations were the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) which were solved by the pimpleDyMFoam solver,and the AMI method was employed to handle mesh movements.The National Renewable Energy Laboratory(NREL) phase VI wind turbine in upwind configuration was selected for numerical tests with different incoming wind speeds(5,10,15,and 25 m/s) at a fixed blade pitch and constant rotational speed.Detailed numerical results of vortex structure,time histories of thrust,and pressure distribution on the blade and tower were presented.The findings show that the wind turbine tower has little effect on the whole aerodynamic performance of an upwind wind turbine,while the rotating rotor will induce an obvious cyclic drop in the front pressure of the tower.Also,strong interaction of blade tip vortices with separation from the tower was observed.     

LNG船劲吹变革风

随着石油等能源国际市场价格飞涨，燃气消耗量不断扩大。挪威船东互保协会预计，到2030年全球天然燃气消耗量将增长70％。燃气需求量的急剧增长使不少国家已经着手采取各种措施用燃气替代石油．让原本燃气基本自给自足的英国等欧洲国家和美国由于国内燃气产量减少．不得不扩大进口量。 全球燃气使用量必将逐年增加，全球天然气产量只能增长不能减少。随着天然气运送距离的延伸．全球液化天然气（LNG）船队将持续扩大。全球越来越多的发电业、制造业、化工业、交通运输和日常生活将更大程度地依赖被称为绿色能源的天然气。 尽管天然气价格一直在全球市场发生震荡．其强劲上涨趋势显而易见。[编者按]     

海上风力机安装技术研究(英文)

Wind power has made rapid progress and should gain significance as an energy resource, given growing interest in renewable energy and clean energy. Offshore wind energy resources have attracted significant attention, as, compared with land-based wind energy resources, offshore wind energy resources are more promising candidates for development. Sea winds are generally stronger and more reliable and with improvements in technology, the sea has become a hot spot for new designs and installation methods for wind turbines. In the present paper, based on experience building offshore wind farms, recommended foundation styles have been examined. Furthermore, wave effects have been investigated. The split installation and overall installation have been illustrated. Methods appropriate when installing a small number of turbines as well as those useful when installing large numbers of turbines were analyzed. This investigation of installation methods for wind turbines should provide practical technical guidance for their installation.