【摘 要】
:
与陆上风电机组不同,海上风电机组承受风载荷以及波浪引起的水动力载荷共同作用.在风浪耦合作用下,海上风电机组基础结构以及各主要结构部件载荷特性更为复杂.为保障海上风电机组的运行结构安全,波浪特性对海上风电机组各主要承载部件载荷的影响应引起重视.该文基于改进的JONSWAP型谱,建立波浪动力学模型,以叶片根部挥舞方向弯矩以及塔筒底部俯仰方向弯矩为例,仿真研究波浪对于风电机组极限与疲劳载荷特性的影响.最后,基于海上风电机组载荷实测与仿真数据,对波浪动力学模型进行验证.
【机 构】
:
中国电力科学研究院有限公司新能源与储能运行控制国家重点实验室,北京 100192
论文部分内容阅读
与陆上风电机组不同,海上风电机组承受风载荷以及波浪引起的水动力载荷共同作用.在风浪耦合作用下,海上风电机组基础结构以及各主要结构部件载荷特性更为复杂.为保障海上风电机组的运行结构安全,波浪特性对海上风电机组各主要承载部件载荷的影响应引起重视.该文基于改进的JONSWAP型谱,建立波浪动力学模型,以叶片根部挥舞方向弯矩以及塔筒底部俯仰方向弯矩为例,仿真研究波浪对于风电机组极限与疲劳载荷特性的影响.最后,基于海上风电机组载荷实测与仿真数据,对波浪动力学模型进行验证.
其他文献
为了对Trombe墙通道内浮力诱导气流流动的特性进行深入分析,采用实验研究与数值模拟的方法,对带有Trombe墙的二层建筑通道内的流动特性进行分析.结果表明:当Trombe墙太阳能烟囱吸收太阳能后,强化了室内通风,建筑室内的通风量随太阳辐射强度的增加而增加;以一天运行为例,建筑下层的通风量比上层增加41%~56%.烟囱通道内的格拉晓夫数(Gr)随太阳热流密度的增加而迅速增加,且一楼气流的Gr和Ra(瑞利数)均大于二楼,导致在Trombe墙作用下,建筑一楼的通风量大于二楼.为了增加二楼室内的通风量,应最大程
选取石墨、硅粉以及纳米金属铜、钨、镍作为添加物,按5%、15%、30%、50%的质量比添加比例分别加入硬脂酸、石蜡及石蜡-硬脂酸混合物3种相变材料中制备出63种复合相变材料,并对63种复合相变材料热导率的变化规律进行实验研究,旨在了解5种添加剂对强化相变材料导热性能的效果.研究结果表明,5种添加剂均可提高相变材料热导率.从强化导热性能的效果和经济性两方面考虑,石墨是最佳选择.钨粉与相变材料融合性较差,强化导热性能的效果最差,不适宜作为增强相变材料热传导性能的添加剂.
以工程中常用的MgO砖蓄热体结构为研究对象,通过热物性参数的非定值特性,拟合出相关参数曲线,并对热物性参数的定值和非定值进行对比分析,通过实验验证非定值分析方法的正确性.以非定值分析方法对蓄热体进行不同蓄热功率分析,得到对应的蓄热时间和蓄热容量的变化趋势,并从蓄热体整体和局部的角度出发,分析蓄热体不同位置的温度分布情况.结果表明,定值、非定值分析结果差异较大,通过实验方法验证非定值分析方法的可靠性.蓄热体整体温度分布由中心向四周呈递减趋势,其局部分析中热源之间的温度呈凹抛物分布.蓄热容量随蓄热功率增加而减
通过热力学、动力学及通量平衡分析,采用Aspen Plus软件建立固体氧化物电解(SOEC)制氢的热力学平衡模型,并与实验结果进行对比验证.分析运行温度、压力、阴极水蒸气摩尔分数和阳极空气流量对系统运行特性的影响,并建立考虑余热利用的SOEC制氢系统模型,研究余热利用对制氢效率的影响.当电流密度为1.0 A/cm2时,不同操作条件下的系统可利用热量占总输入能量的比例在26.53%~46.63%之间;在采用余热利用时,余热利用率可达52.27%以上,系统制氢效率可提高14.43%~26.54%.在1223.
复合筒型基础作为一种新型海上风电基础结构,在承受自重及风浪流产生的竖向荷载V,水平荷载H,弯矩荷载M以外,还会承受机头带来的扭矩荷载T.该文利用有限元软件Abaqus,分析了粉土地基中复合筒型基础的扭矩承载特性.结果显示,复合筒的分舱板可提高扭矩承载力,高径比越大,复合筒的扭矩承载力越大,同时结合抗扭承载失效模式提出一个简化的抗扭承载力公式,与数模吻合较好.此外还计算了复合筒在复合加载下的承载力特性,发现H和T存在耦合效应,V在一定程度上可提高H和T的承载力.
风速具有较大的波动性,给风速预测带来较大难度.为解决以上问题,该文提出基于序列到序列和注意力机制的深度学习模型来进行超短期风速预测,首先采用1维卷积神经网络和门控循环单元对风速序列数据做编码处理,得到语义向量,然后使用注意力机制和门控循环单元对语义向量做动态解码,最后输出预测值,通过反向传播算法和梯度下降算法训练模型参数.在实际采集的风速数据上对模型的预测精度和性能做评估,实验结果表明:相较于其他模型,该模型提高了超短期风速预测精度和鲁棒性,具有较好的泛化能力,验证了所提模型的有效性.
为研究以熔盐作为传热介质的槽式光热电站集热回路夜间低速循环工况的热损失特性,首先利用辐射热网络法和传热热阻原理建立集热管稳态传热模型,通过与典型实验数据对比,验证该模型的适用性和准确性.在此基础上,考察在夜间熔盐低速循环工况下,集热回路长度、环境温度、风速、熔盐流速、熔盐入口温度、集热管真空度等因素对集热回路热损失的影响.研究表明,回路长度、熔盐流速、熔盐入口温度和集热管真空度是集热回路夜间热损失性能的主要影响因素;相比之下,环境温度和风速对热损失的影响较小.
对直膨式太阳能热泵系统的集热/蒸发器结构进行优化,设计由六边形与四边形单元组合的流道结构,并进行仿真与实验研究.在上海地区,冬季工况下,将水温从10℃加热到50℃,系统COP可达到4.5;夏季工况下,将水温从30℃加热到55℃,系统COP可达到6.60.在此基础上,针对严寒地区冬季运行,研究了与喷气增焓循环耦合的低温型直膨式太阳能热泵系统.在环境温度为-10℃时,系统COP可达到3.79;环境温度为-20℃时,系统COP可达到3.69.依据实验与仿真数据,运用全生命周期经济性分析方法,以当量热价(LCoH
针对兆瓦级风电机组变流器的散热问题,该文通过对变流器中主要热源绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的传热方式进行分析,设计立式水冷板散热装置,建立散热装置的简化模型,并利用有限元法对其进行传热学仿真分析.仿真结果表明:当热源初始温度设定为86.85℃,循环泵在低功耗下运行,此时流体的入口流速在1~2 m/s之间,热源的最高静温度为34.65℃,总体温度下降52.20℃.
浮式平台的横荡运动会影响到风力机相对入流速度以及叶轮-尾流的相互作用,导致浮式风力机的气动特性更为复杂.基于升力面自由尾迹模型,以NREL 5 MW全尺寸浮式风力机作为研究对象,分析在横荡运动下浮式风力机整机性能以及叶片非定常气动特性,并探究其作用机理.研究表明,横荡运行下,远场尾迹对叶片的诱导作用减小,整机的功率及推力略有提升;横荡速度附加在旋转方向上导致功率及推力与横荡运动存在一定的相位差;叶片上切向力及法向力呈现不同的分布,频率为横荡运动的2倍,叶片变形会相应增大,叶尖与塔架碰撞风险增大.