摘要：本文考虑实际环境中风能方向集中的特性,提出一种偏心型半潜式基础,采用AQWA-Fast软件建立风机全耦合分析模型,对比分析对称型风机和偏心型风机在不同风浪入射角下的运动响应特性。结果表明:波浪入射角变化几乎不影响漂浮式风机平均运动响应值和平均发电功率;当风浪入射角相同时,偏心型平台横荡、横摇和艏摇自由度运动性能更优,并在一定程度上降低了系泊张力;当波浪入射角不断变化时,偏心型设计将改善横荡、横摇、纵摇和艏摇运动性能;此外,偏心型风机综合发电性能更好。

摘要：导管架桩基沉桩及打桩过程中遇到软弱土层会发生溜桩现象,导致桩周土体重塑,侧摩阻力降低,从而影响桩基稳定性。因此,开展考虑溜桩效应的导管架基础承载特性研究对于海上风电工程安全至关重要。以东海某风电场为工程背景,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,分析溜桩效应对导管架基础承载特性的影响规律,得到以下结论:沉桩过程中发生溜桩,深度为19.6 m;打桩过程中发生溜桩,深度为19.0 m;溜桩对上拔桩和下压桩的承载特性影响差别不大;侧摩阻力折减系数对导管架桩基挠度影响显著,最大增幅达到309.1%;对导管架桩基弯矩影响相对较小,最大增幅为57.6%。

摘要：目前钢管单桩基础广泛应用于海上风电,随着单桩直径增大,单桩水平受荷响应表现出明显的尺寸效应。但针对尺寸效应下单桩水平受荷特性,尤其是土抗力对应的水平承载贡献研究较少。本文基于ABAQUS建立了柔性桩、半刚性桩及刚性桩的水平受荷分析数值模型,并通过离心机试验验证了模型的可靠性。随后结合尺寸效应下桩周土体位移场,评估不同土抗力对单桩水平受荷的承载贡献值,并揭示了水平土抗力的空间分布规律。研究表明,在抵抗水平受荷过程中,水平土抗力提供的承载贡献最高,桩外侧摩阻力其次,基底抗力和桩内侧摩阻力贡献最低。并且随着桩身响应逐渐变为刚性,侧摩阻力和基底抗力的贡献随之增大,桩身浅层土体和深层土体都将被充分调动,从而提供显著抗力矩。研究结果可为设计和优化水平受荷单桩提供一定的参考。

摘要：太阳能、风能等清洁能源需要占用有限的地表空间,而人类对地下空间的开发利用间接促进清洁能源的发展。本文选取基坑事故中的地墙渗漏问题,运用有限元软件ABAQUS模拟1000组不同程度的基坑渗漏环境,并提取观测井孔隙水压力、地连墙侧向位移、地面沉降三种物理量在地墙渗漏环境下7 d的变化数据。数据经过主成分分析(PCA)降维后,被用于构建人工神经网络(ANN)、循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控神经网络(GRU)四类神经网络模型,实现基坑渗漏的关键变量的预测,以及关键变量的风险等级评估。本文还尝试用决策树与随机森林预测基坑渗漏风险等级。对比回归与分类两种风险等级评估思路,分类方法可以快速实现渗漏等级的预测,回归方法可以实现渗漏关键变量的预测。

摘要：碳封存是CO_(2)减排、缓解全球变暖等环境问题行之有效的方法。储层孔渗特性是决定CO_(2)封存效率的关键因素,其中,方解石型胶结酸蚀弱化是一种重要的影响机制,因而需要开展酸敏性弱胶结砂岩研究。开发酸敏性弱胶结人工砂岩制作方法,开展酸蚀过程酸敏性弱胶结砂岩变形分析,并探明酸蚀前后岩芯渗透率变化规律。首先,基于响应面法设计试验,研究不同脲酶活性、胶结液浓度、脱脂奶粉浓度对酸敏性弱胶结人工砂岩强度影响规律,建立考虑多因素的酸敏性弱胶结人工砂岩回归模型。其次,开展不同应力下酸敏性弱胶结人工砂岩酸蚀渗流试验,分析酸蚀过程岩芯变形规律:酸蚀过程中,岩芯体应变随酸蚀渗流量呈线性增长趋势,酸蚀渗流诱发的胶结弱化可使岩芯体缩应变超4%。最后,研究酸蚀前后岩芯渗透率变化:在高围压状态下,渗透率可降低70%。研究初步揭示了弱胶结砂岩酸蚀特性,对CO_(2)地质封存有一定的指导作用。

摘要：开发海上风能是实现我国碳达峰、碳中和“3060”目标的重要举措.海上风电的大型化是降本增效的主要途径,已成为近年来的发展趋势.目前海上风电基础结构设计标准由欧洲领衔;区别于欧洲的海洋环境与地质条件,我国海上风电结构面临强台风、软弱土等挑战,极易发生动力灾变,大型化可能进一步加剧风电结构灾变风险.防灾降载的关键在于深入理解海上风电相关的空气动力学、水动力学、结构动力学、土动力学等的一体化耦合与智能控制.本文围绕台风环境风机动力灾变与控制相关领域的交叉力学问题,结合笔者团队近年研究成果,较为详细地评述了国内外最新研究进展情况,主要包括:台风风场及其诱发的波浪场工程尺度性状,台风环境中风机气动、水动载荷及智能控制策略,风浪流多向载荷联合作用下基础失效模式与结构灾变机制,以及考虑风浪流-结构-基础-海床-风机控制耦合作用的一体化分析设计方法.在此基础上,建议了我国海上风电大型化进程中仍有待突破的研究重点:需更深入掌握台风风场工程尺度性状、台风和台风浪载荷特性,需探索台风环境中的风机控制策略,亟需建立台风环境中大型海上风电整机一体化设计理论并开发国产化工业软件.上述相关领域的突破,对于我国实现海上风能产业的全球引领,具有重要的科学意义和工程应用价值.

摘要：目标物体的光谱反射率是水下光谱检测中重要的物理特性。复杂的水下环境,尤其是浑浊水体对光有较强的吸收与散射作用,增大了光谱探测的难度。文中在比对测量法的基础上,提出了引入黑、白板对测量结果进行矫正的光谱反射率探测方法。利用基于液晶可调谐滤光片的水下光谱成像仪快速稳定地采集多浊度、多光照条件下的光谱图像数据。数据分析结果证明了浊度增加会使得黑、白板的像素响应比值非线性增加,尤其在400~500 nm范围内。且基于黑白板的光谱反射率探测方法可以有效去除水体散射对光谱反射率重建的影响,使得不同浊度条件下得到的目标物光谱反射率最大绝对误差为5.3%。

摘要：马尼拉俯冲带潜在地震海啸对我国南部沿海城市构成巨大威胁,利用情景式数值模拟技术重构灾害过程并评估危险等级有助于理解南海海啸传播规律并指导预警预报和防灾减灾工作。根据美国太平洋海洋环境研究中心(Pacific Marine Environmental Laboratory,PMEL)发布的马尼拉俯冲带断层参数设计M_(w)7.5、M_(w)8.1和M_(w)8.5三个震级下共19个震源,应用非静压海啸数值模型(Non-hydrostatic Evolution of Ocean WAVE,NEOWAVE)模拟各震源激发海啸在南海海盆的传播过程,通过最大波辐和测点时间序列发现海啸波能量传输分布并评估代表区域危险等级。研究表明,M_(w)7.5级地震海啸对我国南部沿海的影响较低,波幅一般不超过30 cm;M_(w)8.1级地震海啸对华南沿海主要造成太平洋海啸预警中心定义的Ⅱ或Ⅲ级海啸危险等级,海啸影响范围和能量分布特征由震源位置决定;M_(w)8.5级地震海啸主要对中国沿海构成Ⅲ级以上海啸威胁,不同位置震源的影响均不可忽视。受南海北部陆架、陆坡、岛链、海山等地形特征影响,源自马尼拉地震带的海啸波在传播入陆架浅水区域后,主导能量呈现始于陆架坡折处的带状分布,这直接导致我国汕头南澳、大亚湾、中国澳门、阳江、湛江、葫芦港等沿海区域受海啸影响显著;同时分布于南海深水区的东沙、西沙、南沙群岛等诸岛屿会受到相较于大陆沿海更为严重的海啸侵袭。

摘要：马尼拉俯冲带地震作为高风险海啸源对华南沿海地区构成严重威胁,开展概率性海啸灾害评估有助于全面了解马尼拉俯冲带地震海啸能量的时空分布规律并指导南海海岸工程的设计及建设。本文针对马尼拉俯冲带五项不确定性参数的概率分布展开研究,应用逻辑树法设计地震海啸样本集,使用非静压海啸数值模型对所有样本情景进行传播模拟,最后通过概率计算得到南海海域的海啸最大波幅超越概率曲线,并绘制了100年和500年回归周期下南海概率性海啸最大波幅的空间分布图。研究发现,100年一遇的海啸对中国大陆南部沿海影响较低,潜在海啸的最大波幅最高可达0.7 m,危险等级不超过Ⅱ级;500年一遇的海啸可能会对我国南部沿岸城市(如汕头、汕尾、香港地区和澳门地区等)造成最大波幅为2.5 m左右的Ⅲ级海啸威胁,中沙群岛和西沙群岛沿岸可能出现最大波幅为3.1 m的海啸活动,东沙群岛受到最大波幅有可能超过4.0 m的海啸威胁,这些地区海啸危险等级均高达Ⅳ级。

摘要：针对传统液压油缸控制伺服系统模型的复杂可变性、系统参数不确定性和时变性等,设计一种基于Simcenter Amesim-Matlab联合仿真的电液位置伺服系统仿真模拟实验。以常规液压缸为实验设计对象,利用Matlab与Simcenter AMESim软件对电液伺服系统的模型辨识方法进行设计;基于相关传递函数,进行滑膜变结构控制器设计;将其应用到特定的变载荷条件下的恒速电液位置伺服系统实验仿真。仿真结果表明,该方法具有良好的实用性与有效性。该模拟实验仿真的开展可加深学生对电液位置伺服系统理论知识的理解,提升学生的综合运用能力。