摘要：漂浮式风力机平稳运行是海上风电场建设的基本要求。为对比调谐质量阻尼器(TMD)对不同漂浮式风力机稳定性的控制效果,选取驳船型(Barge型)、浮柱型(Spar型)及半潜型(Semi型)3种漂浮式风力机,在机舱中配置TMD进行控制,研究3种漂浮式风力机在风、浪及流载荷联合作用下的稳定性控制效果。结果表明:无TMD控制时,Barge型漂浮式风力机响应幅度远大于Spar型和Semi型漂浮式风力机;TMD控制后,Barge型漂浮式风力机的响应大幅度减小,在平台首摇和塔顶左右方向上,分别接近Spar型和Semi型漂浮式风力机;TMD对不同类型的漂浮式风力机控制效果不同,Barge型漂浮式风力机控制的效果最好,其次是Spar型,Semi型控制效果最差。研究结果可以为漂浮式风力机的设计和开发提供理论参考。

摘要：漂浮式风力机在海洋环境中易受到风、浪和流载荷作用而影响正常运行,为此设计一种新结构漂浮式风力机半潜平台(新平台),运用水动力学软件AQWA并结合有限元方法,对其在复杂海洋环境下进行数值仿真。并与三浮体三立柱结构半潜平台进行对比分析,得到了两平台频域和时域上的运动响应数据。结果表明:较之三浮体三立柱平台,频域分析中新平台横摇、纵摇及垂荡3自由度响应的最大值和平均值都显著减小,体现了良好的稳定性;新平台的垂荡固有周期增加两倍以上,能更加有效地防止共振现象的发生;时域耦合分析中,新平台横摇、纵摇与垂荡的运动响应大幅度减小,且横摇和纵摇运动响应表现更加明显;谱分析中新平台响应谱峰值同样显著减小,体现了新平台更加优越的波频性能。新平台结构合理可行,拥有良好的稳定性,能有效抑制摇荡运动,可为未来漂浮式海上风力机平台设计提供参考。

摘要：寻找可靠高效的制冷剂已成为制冷行业中亟待解决的问题之一。通过使用基于量子化学的真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)来模拟计算混合制冷剂R1234ze的PVTx热物性,并将所得数据与美国国家标准研究所的Refprop 9.0数据相对比,结果表明:与以往的计算方法和实验方法相比,COSMO-RS所需参数少,耗时短,并且相对误差也较小;在253.15~323.15 K范围内比例因子为1、3、3.4时进行模拟计算,模拟结果与实验值相比较其最大相对误差为0.24%,大多温度下的饱和蒸汽压的相对误差的觉得值<0.1%,说明了采用COSMO-RS模型模拟单一制冷工质的饱和蒸汽压的结果是准确可靠的。

摘要：以ITI Barge型漂浮式风力机为研究对象,在机舱和塔架中配置参数不同的调谐质量阻尼器(TMD),组成多频调谐质量阻尼器(MTMD)系统。基于多岛遗传算法,对MTMD系统进行参数优化,并比较了无控制、无优化MTMD控制及优化MTMD控制下风力机的稳定性。结果表明:MTMD对塔顶纵向位移和平台横摇角有很好的抑制效果;风力机塔顶纵向位移和平台横摇角均随机舱TMD质量和塔架TMD质量的增大而减小,随TMD阻尼的增大而增大;优化MTMD控制后,风力机稳定性进一步提升,其塔顶纵向位移和平台横摇稳定性分别提升了80.4%和83.8%。

摘要：设计出一种能有效抑制垂荡运动的新型装配有垂荡板的漂浮式风力机半潜式平台,分析其在风、浪、流载荷联合作用下的动态响应,并与3浮体3立柱结构半潜式平台进行比较。结果表明:在频域分析中,垂荡板对垂荡方向运动响应的抑制效果最好,纵摇方向次之,对横荡方向运动响应无明显抑制效果;在横荡、纵摇和垂荡方向上原平台与垂荡板平台的辐射阻尼均较接近,但与原平台相比,垂荡板平台的附加质量较大。在时域分析中,与原平台相比,垂荡板平台在横荡、纵摇和垂荡方向的运动响应均较小,其中垂荡方向运动响应抑制效果最好,纵摇方向次之,横荡方向抑制效果最差。

摘要：未来海上风电场的建设需要大量动态响应低且相互干扰小的漂浮式风力机,为此研究一种尺寸更小,能减少或防止相互间干扰及安装费用更低的新型张力腿平台漂浮式风力机(TLP风力机),基于辐射/绕射理论并结合有限元方法,运用水动力学软件AQWA对其在不同海况下及不同系泊系统下的动态响应进行模拟研究,得到了频域和时域的动态响应数据。结果表明:频域分析中,新型张力腿平台漂浮式风力机的运动响应主要集中在低频区域,其中横荡、垂荡及纵摇的峰值频率分别为0.1、0.35和0.19 rad/s;TLP风力机垂荡和纵摇方向上的运动响应都小于Spar风力机运动响应;横荡、垂荡及纵摇方向上,TLP风力机附加质量均远大于辐射阻尼;时域分析中,4根张紧系泊设计优于单根张紧系泊设计,能有效降低横荡和纵摇运动响应和延长系泊绳的寿命;随着海况恶劣程度的加剧,TLP风力机的动态响应也随之增大。

摘要：垂荡板因其具有增大水动力阻尼及附加质量的优点而广泛应用于海洋工程领域。将分形理论应用于垂荡板的结构设计,提出一种具有分形特征孔的垂荡板,运用Fluent的自定义函数并结合动网格技术对不同垂荡板模型进行数值模拟,研究其水动力特性。对比分析了不同振幅下实心、不同分形阶数（透空率）以及规则孔垂荡板的水动力特性,得到了不同垂荡板垂向力时间历程曲线、附加质量系数Cm和阻尼系数Cd以及涡量云图。结果表明：振动周期不变时,随振幅的增大,各垂荡板Cd值随之减小,最终趋于平稳,而Cm值随之增大;比较不同分形阶数时,Cm值随分形阶数增加而减小,Cd值随分形阶数增加而先增大后减小,在分形阶数为二阶时,Cd值最大;相同透空率时,分形孔和规则孔垂荡板Cm值大致相等,分形孔Cd值较规则孔有较大提升,最大提升为17.83%,平均为14.74%。由此可见,较之普通开孔垂荡板,分形特征垂荡板具有优越的性能。

摘要：以ITI Barge平台漂浮式风力机为研究对象,借鉴传统土木工程领域结构控制经验,提出漂浮式风力机MTMD结构控制方法,基于Kane方法建立漂浮式风力机多体动力学模型,研究并对比了风波流作用下有无MTMD时风力机的结构动力学响应特性,并进一步基于多岛遗传算法对MTMD系统进行优化。结果表明:MTMD控制效果较好;所提出优化算法获得的优化参数具有更加明显的控制效果,塔顶侧向位移与平台横摇运动均得到了明显的抑制。不同环境工况下,MTMD都对漂浮式风力机有着明显的控制效果。其中纵向载荷标准差抑制率为78%~83%,横向载荷标准差抑制率为14%~18%。