风力发电技术在船舶上的应用与展望

风能以其清洁、可再生、储量广泛而受到越来越多的关注和利用。风力发电在船舶上利用是一种新型的风能利用形式。该文介绍风力发电技术在船舶上的应用形式,以及风能在船舶上的应用现状,探讨了风力发电在船舶上应用存在的限制因素,当前应用过程中遇到的困难以及相关研究的重点方向,为进一步深入研究风力发电技术在船舶上的应用提供参考。     

Fatigue resistance of welded steel tubular X-joints

High-cycle fatigue experiments are performed on welded tubular steel X-joints, with braces and chord of equal diameter. They are scaled-down joints, used extensively in offshore wind platforms. Three different welding procedures are considered in specimen fabrication: manual, fully-automatic and manual with HFMI post-weld treatment. Τwo possible locations for crack initiation were identified: chord “crown” and “in-between location”, also verified by numerical calculations and fractography of failed specimens. Monotonic loading tests on fatigue-cracked specimens showed good performance in terms of ultimate strength and deformation capacity, despite the presence of through-thickness cracks. The results are compared with predictions from relevant design standards.     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

锥度化方形截面高层建筑的气动力特性

用高频测力天平技术,对不同锥度比的方形截面高层建筑进行了风洞试验,分析了锥度比、湍流度和风向角对方形截面高层建筑基底弯（扭）矩系数、基底弯（扭）矩谱密度与基底弯（扭）矩间相关性的影响.试验结果表明:锥度化措施能减小方形截面高层建筑基底弯（扭）矩系数幅值25%以上,但不能改变基底气动力随风向角的变化规律;锥度化措施能减小所有折减频率范围内顺风向与扭转向基底弯矩谱,但只能减小低频区域横风向基底弯矩谱和谱峰高度,却增大旋涡脱落频率和高频区横风向基底弯矩谱;随来流湍流度增大,锥度化措施对风荷载的抑制效果减弱;折减频率在0.10到0.15时,锥度化措施能增大横风向基底弯矩与基底扭矩间的相关性.      

挡风墙对直接空冷风机群流体动力学特性的影响

通过数值模拟法对直接空冷凝汽器风机群流体动力学特性进行研究,分析不同风速情况下,挡风墙形状对空冷风机群流体动力学特性的影响．研究结果表明：挡风墙全凹时不仅有利于周边风机吸风,并能削弱热风回流,挡风墙下凹更有利于周边风机吸风．研究结果为实现空冷风机分区调节和电厂节能提供一定基础数据．     

海洋母子风帆船的稳性研究

在对母子风帆船以及一般风帆船分析和比较的基础上,研究了母子风帆船及其节能技术和稳性.通过合理配置母船与子船的适当流体间距,采用对船舶最大横截面点仿真的分析方法,在母船基础上两侧各增加一子船,相当于提高了型宽B,使得船舶复原力矩提高,抗外力矩能力提高,稳性提高,因此可以增设更大规模的风帆.文中通过合理配置母船与子船的适当流体间距,采用对母子风帆船最大横截面点仿真的分析方法,论证了母子风帆船的这些优点.母子风帆船是对古现代风帆船的一大提高和改进.预计此种船1年提供的平均推力,相当于改装前船舶消耗1年燃油总量后所能获得的平均推力.因此,采用该技术可以大幅度节能而且非常环保,经济效益和社会效益非常显著.     

侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明：静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.     

铁山湾海域风浪数值模拟研究

随着北部湾的快速发展,铁山湾海域将规划建设数百个泊位．基于SWAN建立了该海域风浪数学模型,选取铁山湾海域影响较大的5个风向,研究不同风要素组合作用下的波浪特征,计算得到了建港方案实施前、后的波浪场分布．研究结果表明：S-SSW风向对该海域的风浪影响最大,SE-SSE和SW-WSW风向次之,E-ESE和W-WNW风向的影响相对较小．建港方案实施后,工程区的波浪强度整体小于工程前的;人工岛起到了很好的掩护作用．     

基于ISM模型的风电建设项目费用控制影响因素分析

采用结构解释模型(ISM)方法确认并分析了费用控制实施的主要影响因素及其相互影响关系,并按因素的驱动力和依赖性对各影响因素进行了分类和分析.最终建立了相应的解释结构模型.结果表明:成本竞争意识、市场应变能力和责任成本的落实是费用控制最深层次的影响因素,在实际的风电建设项目中应当重点进行控制.