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广东省周边海域风能和波浪能联合开发潜力分析

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太阳能学报 2024年第8期45卷 651-659页

作者：李妍妮史宏达曹飞飞中国海洋大学工程学院青岛266404 山东省海洋工程重点实验室青岛266100 青岛市海洋可再生能源重点实验室青岛266100

参考现有海上风电场位置选择广东省周边海域的5处联合开发场址,基于2001—2020年的风和波浪再分析数据,从资源储量和稳定性等角度对选址开展资源特征的详细分析,并评估不同额定功率的6种风力机和6种波浪能装置在选址处的发电性能。结果... 详细信息

参考现有海上风电场位置选择广东省周边海域的5处联合开发场址,基于2001—2020年的风和波浪再分析数据,从资源储量和稳定性等角度对选址开展资源特征的详细分析,并评估不同额定功率的6种风力机和6种波浪能装置在选址处的发电性能。结果表明,广东省周边海域的风能和波浪能均有明显的季节分布差异,在秋冬季节更为丰富且更为稳定;风能和波浪能具有较强的相关性;风力机额定功率越大平均发电功率越大,但容量因数随额定功率的增大呈现波动趋势;风力机的容量因数明显大于波浪能装置;综合考虑多种因素,W2E-215/9.0风力机和Wave Star波浪能装置更适合投放于所提5处场址。

关键词：风能波浪能资源评估风力机波浪能转换

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水平偏心摆波能装置运动获能特性研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 382-388页

作者：曹飞飞赵致磊江小强史宏达中国海洋大学工程学院青岛266100 中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室青岛266100 青岛市海洋可再生能源重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237

以水平偏心摆波能装置为对象,通过物理模型试验和数值模拟,对装置在单自由度和多自由度下的运动和获能规律进行研究。不同波周期下,摆体出现小幅振荡、旋转和振荡旋转三种运动状态。研究表明,装置在单自由度下出现对获能不利的“锁停”... 详细信息

以水平偏心摆波能装置为对象,通过物理模型试验和数值模拟,对装置在单自由度和多自由度下的运动和获能规律进行研究。不同波周期下,摆体出现小幅振荡、旋转和振荡旋转三种运动状态。研究表明,装置在单自由度下出现对获能不利的“锁停”现象,而多自由度的获能相对较好,平均功率随波浪周期出现两次峰值。第一次峰值对应波周期与能量输出(PTO)阻尼和摆臂长度正相关,峰值与PTO阻尼正相关;第二次峰值及对应波周期与外浮体轴比正相关。

关键词：波浪能转换浮体摆体轴比摆臂长度 PTO阻尼

基于点吸收式波能装置风浪联合获能系统动力特性研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 29-36页

作者：于明琦曹飞飞魏志文史宏达姜娟田会元中国海洋大学工程学院青岛266100 中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室青岛266100 青岛市海洋可再生能源重点实验室青岛266100 上海勘测设计研究院有限公司上海200335

基于风和波浪的伴生关系及波浪能与风能同时获取的可行性,提出一种基于半潜式风力机与点吸收式波能装置的新型风浪联合获能系统。建立考虑等效(PTO)的全过程风-浪-多体耦合时域分析模型,并研究波能装置设计参数对波浪能输出功率的影响规... 详细信息

基于风和波浪的伴生关系及波浪能与风能同时获取的可行性,提出一种基于半潜式风力机与点吸收式波能装置的新型风浪联合获能系统。建立考虑等效(PTO)的全过程风-浪-多体耦合时域分析模型,并研究波能装置设计参数对波浪能输出功率的影响规律,重点研究风浪联合运行海况下新型风浪联合获能系统的结构动力响应特征与获能特性。结果表明,波能装置的安装对平台纵荡运动和系泊系统产生不利影响,对风力涡轮机的影响较小,此外垂荡和纵摇响应均随波能装置的加入得到抑制,纵摇角平均值减小25%,垂荡位移标准差减小42%,与漂浮式风力机相比,联合获能系统的平均输出功率增加17%。

关键词：波浪能转换海上风电时域分析动力响应获能特性联合获能系统

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同轴双浮体波能装置参数研究

太阳能学报 2024年第7期45卷 128-134页

作者：曹飞飞王翠韩蒙李彦平陈震史宏达中国海洋大学工程学院青岛266100 山东省海洋工程重点实验室青岛266100 青岛市海洋可再生能源重点实验室青岛266100 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

该文以同轴双浮体波能装置为研究对象,以山东省波浪场资源为背景进行条件,首先提出Matlab-APDL-AQWA联合仿真系统,实现波能-功率全过程模拟,并将模拟结果与文献中的物理模型试验数据进行对比验证。同时探究随机波浪作用下浮体半径、质... 详细信息

该文以同轴双浮体波能装置为研究对象,以山东省波浪场资源为背景进行条件,首先提出Matlab-APDL-AQWA联合仿真系统,实现波能-功率全过程模拟,并将模拟结果与文献中的物理模型试验数据进行对比验证。同时探究随机波浪作用下浮体半径、质量参数及PTO参数对装置获能平均功率的影响。研究表明,双浮体的半径参数和质量参数会显著影响装置的平均功率,装置获能随PTO阻尼系数的增大呈先增后减的趋势,而PTO刚度系数在一定范围内变化对装置获能影响不明显。

关键词：波浪能联合仿真同轴双浮体 PTO阻尼平均功率

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山东半岛附近海域风、浪能资源联合评估

太阳能学报 2024年第9期45卷 603-610页

作者：曹飞飞覃小苏李妍妮史宏达袁宁中国海洋大学工程学院青岛266100 山东省海洋工程重点实验室青岛266100 青岛市海洋可再生能源重点实验室青岛266100

采用ERA5风场驱动第三代浅海海浪数值模式(SWAN),构建山东半岛附近海域波浪模型,得到30 a同步风浪数据,对海上风能和波浪能进行联合评估。评估分析海上风能和波浪能的能源潜力、稳定性及两种资源的相关性、互补性,可为未来风浪资源联合... 详细信息

采用ERA5风场驱动第三代浅海海浪数值模式(SWAN),构建山东半岛附近海域波浪模型,得到30 a同步风浪数据,对海上风能和波浪能进行联合评估。评估分析海上风能和波浪能的能源潜力、稳定性及两种资源的相关性、互补性,可为未来风浪资源联合开发提供依据。研究结果表明,该海域风能和波浪能资源丰富,有明显的季节变化特征,冬季资源最为丰富且稳定性较高。两种资源在近岸海域的互补性更强,在渤海西部和黄海北部的近岸海域相关性相对较低,具有更高的联合开发潜力。

关键词：海上风能波浪能相关性互补性联合评估 SWAN ERA5

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基于纳米技术的新型涂料在建筑的应用综述

低温建筑技术 2024年第9期46卷 45-49页

作者：辛梦轩邢枫史宏达济南市市政工程建设集团有限公司济南250031

近年来,纳米技术在功能性涂料中得到广泛应用。通过在纳米尺度上对材料进行操作,赋予了涂料独特的化学、机械、热、表面特性和光物理特性,从而满足城市建筑环境的需求。文中对疏水涂料、亲水性和光催化涂料、相变材料涂料在纳米技术的... 详细信息

近年来,纳米技术在功能性涂料中得到广泛应用。通过在纳米尺度上对材料进行操作,赋予了涂料独特的化学、机械、热、表面特性和光物理特性,从而满足城市建筑环境的需求。文中对疏水涂料、亲水性和光催化涂料、相变材料涂料在纳米技术的应用成果进行汇总,对不同涂料的技术、工艺优缺点、存在的问题,以及在绿色和智能建筑中的应用前景,提出了目前仍存在的问题,为后续的拓展研究提供方向。

关键词：纳米技术绿色和智能建筑功能性涂料

基于EMD-LSTM多变量输入的极端海况预报模型

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太阳能学报 2024年第3期45卷 193-200页

作者：张茴栋陈丽贤张德康史宏达中国海洋大学工程学院青岛266100

极端海况是多种外界因素共同作用的结果,传统单变量波浪预报模型无法考虑多变量的影响,因此构建EMD-LSTM多变量输入模型来预报极端海况。以浮标数据作为分析数据集,利用改进的EMD算法消除变量端点效应和时序非平稳性的影响,运用多变量... 详细信息

极端海况是多种外界因素共同作用的结果,传统单变量波浪预报模型无法考虑多变量的影响,因此构建EMD-LSTM多变量输入模型来预报极端海况。以浮标数据作为分析数据集,利用改进的EMD算法消除变量端点效应和时序非平稳性的影响,运用多变量输入模型对其进行预测分析。结果表明:多变量复合模型可对极端海况实现有效提前预警,输入层引入波高、风速和阵风3个关键因子后模型预报性能最佳,比对均方根误差和纳什效率系数可知多变量输入的预报性能较单变量有显著提升。

关键词：波浪传播预测 LSTM 多变量复合模型端点效应非平稳性

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液体散货码头在泊安全作业智能管控技术

水运工程 2024年第1期 196-201页

作者：刘国田费华平高云宝孙庆峰冒睿雯史宏达烟台港集团有限公司山东烟台264000 中国海洋大学工程学院山东青岛266100 海博泰科技(青岛)有限公司山东青岛266101 山东省海洋工程重点实验室山东青岛266100

目前国内液体散货码头的泊位安全管控仍依靠人工经验,难以达到全程化、一体化、无人化要求,船舶靠离和在泊作业环节存在诸多风险。随着液体码头专业化、大型化的发展,安全作业管控需要在新概念上采取更为有效的措施。基于波浪的精细化预... 详细信息

目前国内液体散货码头的泊位安全管控仍依靠人工经验,难以达到全程化、一体化、无人化要求,船舶靠离和在泊作业环节存在诸多风险。随着液体码头专业化、大型化的发展,安全作业管控需要在新概念上采取更为有效的措施。基于波浪的精细化预报,提出一套液体散货码头的智能安全管控技术,对船舶运动进行预测,从而主动避险。提出船舶作业就绪度的概念,并以此对在泊作业各影响因素进行指标赋权,构建其安全评价模型,得到在泊安全判据。结果表明,该技术的应用为船舶安全作业窗口期的决策提供有力的科学依据。

关键词：液体散货码头安全管控船舶运动预测船舶作业就绪度

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中国海洋能研究现状及未来发展建议

太阳能 2024年第7期 79-88页

作者：李伟史宏达刘臻韩治曹飞飞于通顺王雨樵伦智昕刘宏伟孙科浙江大学海洋研究院舟山316021 中国海洋大学工程学院青岛266100 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

随着全球人口的增长、能源结构的转型和对可持续能源需求的增加,中国面临着优化其能源体系的紧迫任务。作为清洁、可再生的能源形式,海洋能成为国内外能源研究的焦点,其在中国具有巨大的开发潜力。在分析中国海洋能分布特征和发展现状... 详细信息

随着全球人口的增长、能源结构的转型和对可持续能源需求的增加,中国面临着优化其能源体系的紧迫任务。作为清洁、可再生的能源形式,海洋能成为国内外能源研究的焦点,其在中国具有巨大的开发潜力。在分析中国海洋能分布特征和发展现状的基础上,总结了中国海洋能开发的趋势,对未来的海洋能产业提出了构建面向“双碳”战略的海洋能顶层发展规划、建立健全海洋能技术的政策等建议,助力中国海洋能技术稳步发展。

关键词：海洋能海洋能技术波浪能潮汐能潮流能发展建议