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基于RANS方程的桩式U-OWC装置波浪荷载分析

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海洋工程 2023年第2期41卷 93-106页

作者：姚宇张壮壮许从昊长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防止湖南省重点实验室湖南长沙410114

使用OpenFOAM建立基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型的三维数值水槽,对桩式U-OWC装置在不同周期和波高的正向入射规则波作用下的受力情况进行分析。首先将数模结果与物理试验结果进行对比验证校核,然后通过数值模拟对装置的受力情... 详细信息

使用OpenFOAM建立基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型的三维数值水槽,对桩式U-OWC装置在不同周期和波高的正向入射规则波作用下的受力情况进行分析。首先将数模结果与物理试验结果进行对比验证校核,然后通过数值模拟对装置的受力情况进行了分析,分别研究了作用在装置上作用力和倾覆力矩特点,装置上作用力和倾覆力矩随周期和波高的变化情况,以及装置稳定性极小状态。研究表明,装置所受到波向力、垂向力相比侧向力数值较大,对倾覆力矩起决定性作用。对装置上作用力和倾覆力矩进行无量纲分析,进一步发现在测试工况范围内,装置所受到的3个方向作用力中侧向力随周期变化不明显,明确了装置前的波浪爬高对装置波浪荷载和力矩的影响,并针对U-OWC模型特点和具体工况应用一个波浪爬高经验公式,获得了较好效果。

关键词：桩式U-OWC 波浪荷载倾覆力矩规则波无量纲分析

波流共同作用下珊瑚礁海岸水动力特性数值模拟研究

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 187-194页

作者：彭尔曼姚宇李壮志许从昊长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114

为研究波流共同作用下珊瑚礁海岸附近水动力特性,本文基于雷诺平均的Navier-Stokes方程(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations,RANS)建立了2维数值波流水槽,分别采用k-ωSST湍流模型模拟湍流和流体体积法(volume of fluid,VOF)追... 详细信息

为研究波流共同作用下珊瑚礁海岸附近水动力特性,本文基于雷诺平均的Navier-Stokes方程(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations,RANS)建立了2维数值波流水槽,分别采用k-ωSST湍流模型模拟湍流和流体体积法(volume of fluid,VOF)追踪自由液面。模拟定常正向流和反向流,并与只考虑波浪的情形进行对比,重点分析了水流对沿礁波高、平均水位以及破碎带附近波生流、湍动能和雷诺剪切应力的影响。结果表明,相对于纯波浪的情况,正向流使礁坪波高和增水减小,反向流使礁坪波高和增水增大,增减幅度随水流流量的增加而增大,正向流影响下破碎带附近沿水深方向整个水体均为向岸流,反向流影响下破碎带附近波谷上方为向岸流下方为离岸流,波谷下方水流强度均随着流量的增加而增大;破碎带附近的湍动能和雷诺剪切应力的随着正向流流量的增加而减小,随着反向流流量的增加而增大。

关键词：背景水流破碎带 Navier-Stokes方程珊瑚礁

珊瑚礁海岸沉积物输运及珊瑚砂岛演变研究综述

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泥沙研究 2024年第1期49卷 73-80页

作者：姚宇韩秀琪陈龙许从昊长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验湖南长沙410114

珊瑚礁海岸沉积物的输运及珊瑚砂岛的演变研究在我国起步较晚,同时南中国海的珊瑚砂岛是我国重要的海洋空间资源,涉及国家领土主权的核心利益,开展这方面研究具有重要的学术价值和现实意义。综合分析了推移质和悬移质碳酸盐沉积物输运... 详细信息

珊瑚礁海岸沉积物的输运及珊瑚砂岛的演变研究在我国起步较晚,同时南中国海的珊瑚砂岛是我国重要的海洋空间资源,涉及国家领土主权的核心利益,开展这方面研究具有重要的学术价值和现实意义。综合分析了推移质和悬移质碳酸盐沉积物输运过程及其影响因素,重点介绍了短波、低频长波和海流对沉积物输运的驱动机制,以及粗糙珊瑚对沉积物的遮蔽效应。总结分析了珊瑚砂岛的动态演变规律及其影响因素,并重点介绍了珊瑚砂岛在长期海平面上升和短期风暴潮增强时的演变规律,并提出了今后研究需要关注的方向。

关键词：珊瑚礁珊瑚砂沉积物输运珊瑚砂岛海岸演变

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排桩式波浪能发电装置附近流场特性研究

浙江大学学报（工学版） 2021年第7期55卷 1308-1316页

作者：许从昊姚宇郭婷邓争志水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014 长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410114 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

基于雷诺时均Navier-Stokes方程和k−ω湍流模型,研究单排桩式振荡水柱式波浪能发电装置在规则波作用下的桩基附近流场特性.通过物理模型实验验证所建数值波浪水槽的准确性.模拟规则波作用下装置附近的流场特性,分析装置附近的涡特征以... 详细信息

基于雷诺时均Navier-Stokes方程和k−ω湍流模型,研究单排桩式振荡水柱式波浪能发电装置在规则波作用下的桩基附近流场特性.通过物理模型实验验证所建数值波浪水槽的准确性.模拟规则波作用下装置附近的流场特性,分析装置附近的涡特征以及其对装置附近泥沙冲刷情况的潜在影响.结果表明,测试工况下,在桩式振荡水柱装置桩柱体的桩基附近观察到马蹄涡和尾涡现象,马蹄涡强度随着Keulegan–Carpenter(KC)数的增大而减小,尾涡强度随着KC数的增大而增大.马蹄涡因强度过小,在模拟的KC数范围内不是装置桩基泥沙冲刷的主要因素,高强度的尾涡很可能成为装置桩基附近泥沙起动、输运和冲刷的重要影响因素.

关键词：波浪能排柱尾涡 Navier-Stokes方程规则波

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人工礁研究进展与展望

热带海洋学报 2023年第1期42卷 192-203页

作者：袁涛施奇佳姚宇许从昊中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院海南热带海洋生物实验站海南三亚572000 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114

人工礁是一类人为放置在海底的结构物,以模拟实现天然礁石的某些特性,具有加强渔业资源增殖、促进海洋生境修复和支持滨海娱乐休闲等功能。其起源可追溯到数千年前,但关于人工礁的系统性研究和应用是自20世纪开始的。近年来,随着人工礁... 详细信息

人工礁是一类人为放置在海底的结构物,以模拟实现天然礁石的某些特性,具有加强渔业资源增殖、促进海洋生境修复和支持滨海娱乐休闲等功能。其起源可追溯到数千年前,但关于人工礁的系统性研究和应用是自20世纪开始的。近年来,随着人工礁的研究热度与日俱增,大量的新材料、新结构、新方法和新应用被提出和实践。通过回顾国内外关于人工礁的研究进展,从人工礁的设计、研究及应用三个方面对当前该领域的现状进行综述,并对今后人工礁的研究和应用方向进行展望,旨在为国内人工礁方面的相关工作提供一定的借鉴和参考。

关键词：人工礁生境修复水动力学岛礁工程

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孤立波作用下单排桩附近床面冲刷实验研究

水道港口 2021年第4期42卷 457-463页

作者：张壮壮姚宇许从昊水能资源利用关键技术湖南省重点实验室长沙410014 长沙理工大学水利工程学院长沙410114

为揭示海啸波冲击下桩式防波堤的桩基附近泥沙冲刷特性,文章通过物理模型实验研究了孤立波作用下单排桩柱结构附近床面的局部冲刷问题,测试了入射波高和水深对冲刷坑形态发展的影响。结果表明:床面冲刷主要发生在相邻柱体的间隙处;在冲... 详细信息

为揭示海啸波冲击下桩式防波堤的桩基附近泥沙冲刷特性,文章通过物理模型实验研究了孤立波作用下单排桩柱结构附近床面的局部冲刷问题,测试了入射波高和水深对冲刷坑形态发展的影响。结果表明:床面冲刷主要发生在相邻柱体的间隙处;在冲刷过程的前期阶段,排桩不同间隙附近床面冲刷的演变存在一定的差异;到冲刷后期,各间隙床面三维形态上的差异逐渐消失;达到冲刷平衡后,在间隙附近形成显著的冲刷坑,冲刷坑的下游则出现淤积的沙坝;沿间隙中心线剖面上的最大冲刷深度出现在柱中心偏下游位置,最大淤积高度出现在柱中心下游的几倍圆柱直径范围内。冲刷坑沿槽宽方向的发展随着波高的增大而增大,随着水深的增大变化不明显;平衡剖面上最大冲刷深度、最大淤积高度和冲刷坑水平长度亦随着波高的增大而显著增加。试验成果可为进一步建立相应的三维泥沙冲刷数值模型提供校核依据。

关键词：孤立波单排桩柱桩基冲刷三维床面地形冲淤平衡冲刷深度

电力电子变压器电磁暂态并行仿真等效建模方法

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电网技术 2023年第7期47卷 2829-2839页

作者：孙昱昊许建中新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有模块化、多节点、频率高的特点,其详细模型的电磁暂态仿真(electromagnetic transient,EMT)效率低下,仿真提速需求迫切。从模型自身提速与提高CPU计算效率两方面入手,提出了PET电... 详细信息

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有模块化、多节点、频率高的特点,其详细模型的电磁暂态仿真(electromagnetic transient,EMT)效率低下,仿真提速需求迫切。从模型自身提速与提高CPU计算效率两方面入手,提出了PET电磁暂态并行仿真等效建模方法,并以级联H桥型PET(cascaded H-bridge type power electronic transformer,CHB-PET)为例进行了理论推导与仿真验证。首先,以导纳是否可定为标准,将功率模块(power module,PM)划分为不同导纳单元电路的组合;其次,从有载二端口的角度出发,推导出H桥单元对外仅含2种等效导纳,可简化为二值导纳单元;将各单元的导纳参数预存,利用叠加定理求取端口短路电流,即可快速获取PM诺顿等效电路参数,聚合形成CHB-PET串行等效模型;最后,结合该模型的高度并行性构建了并行仿真框架。在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证,该模型实现了对详细模型的多工况高度拟合,最大误差小于3%。当单相模块数为48时,最佳并行等效模型可实现对详细模型10000多倍的仿真提速。

关键词：电力电子变压器级联H桥型导纳单元预存并行等效建模多线程并行计算

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面向无人机感知网络的充电站调度方案研究

面向无人机感知网络的充电站调度方案研究

作者：许琳昊南京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着无人机技术的不断发展,多无人机协同感知,即无人机感知网络被广泛应用于农业、气象、运输等领域。受到电池容量的限制,无人机的能量补充调度方案越来越受到人们的关注。无人机相比传统传感器,需要额外的能量来维持起飞、降... 详细信息

近年来,随着无人机技术的不断发展,多无人机协同感知,即无人机感知网络被广泛应用于农业、气象、运输等领域。受到电池容量的限制,无人机的能量补充调度方案越来越受到人们的关注。无人机相比传统传感器,需要额外的能量来维持起飞、降落、飞行和悬停。续航时间短已经成为无人机感知网络广泛应用的瓶颈问题,而延长续航时间的有效方法是对无人机进行充电调度。然而,现有的调度方案仅仅是从提高服务质量或降低充电成本的角度进行考虑,很少有文章研究综合考虑二者的调度。在无人机感知网络中,如果只考虑无人机的感知价值可能会带来高昂的充电开销,而只考虑充电成本则可能会导致感知价值无法达到预期。所以,高效的充电调度方案是提升网络性能的关键。本文从感知价值和充电成本两个角度出发,引入感知效用的概念,设计了一个面向可持续无人机感知网络的效用驱动充电调度模型,在给定感知周期的情况下,最大化网络的总感知效用。本文首先证明了该问题具备最优子结构特征,即原问题的最优解包含了其子问题的最优解。然后,将原问题分解为规模更小的子问题,并提出状态转移方程,进而设计了一个基于动态规划的最优充电调度算法。仿真实验结果表明,有限感知周期下提出的最优调度算法与其他算法相比,至少平均提升了17.88%的总感知效用。进一步地,考虑到在非理想情况下无人机的能耗率是时变且不可预测的,本文设计了一个面向可持续无人机感知网络的充电调度长期随机优化模型,在满足时均充电成本约束下最大化时均感知价值。本文采用李雅普诺夫优化技术将长期随机优化问题分解为每个时隙内的短期优化子问题,并证明每个时隙内的子问题与一般指派问题等价,进而运用近似比为2的近似算法解决了子问题。最后,通过理论分析和仿真实验验证了所提算法的有效性。仿真实验结果表明,所提出的长期调度算法与其他算法相比,至少平均提升了19.64%的总感知价值。

关键词：无人机可持续传感网络充电调度动态规划李雅普诺夫优化

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数据产品出资法律问题研究

数据产品出资法律问题研究

作者：许越昊江西财经大学

学位级别：硕士

数据产品是指经过脱敏技术处理,算法整合、数据分析和挖掘产生的具有商业价值的产品。随着数据经济在全球范围内的快速发展,海量的数据利用带动了数据行业的整体发展,数据产品已成为当前互联网和金融行业的重要组成部分。虽然数据产品... 详细信息

数据产品是指经过脱敏技术处理,算法整合、数据分析和挖掘产生的具有商业价值的产品。随着数据经济在全球范围内的快速发展,海量的数据利用带动了数据行业的整体发展,数据产品已成为当前互联网和金融行业的重要组成部分。虽然数据产品在金融市场中广泛交易,但是由于数据产品出资方面存在制度层面的缺失,所以截至目前,我国关于利用数据产品出资的实践案例寥寥无几。因此,本文将就现行法律框架下数据产品出资的可行性进行论述。目前我国《公司法》出资制度中,以半列举半概括的方式明确规定公司出资的形式,其中明确列举实物、知识产权、土地使用权,同时概括列举非货币财产的出资条件,要求出资物需要满足价格可评估与依法可转让权利的两大条件。目前来看,实现数据产品出资的可行性,需要解决三方面的问题,即确权角度的数据产品权利归属问题、市场角度的数据产品估值问题及法律视角的数据产品的交易与转让问题。数据产品的确权问题是目前是难度最高、讨论最激烈的问题。部分学者认为,根据洛克的劳动财产理论,数据开发者投入了劳动,因此数据产品的权利应当直接归属于数据开发者;也有学者认为,数据产品需构建新型财产权制度,认为数据产品用户与数据开发者之间存在多层次主体结构。前一观点过于绝对,实际否认了用户的劳动。后一观点深奥莫测,不利于向出资人明晰数据产品中可用于出资的权利类型。依照国务院颁布的“数据二十条”中的产权结构性分置制度以及知情同意条款下的用户权利让渡规则,出资人有权对知情同意规则下的数据产品所有权与数据产品经营权进行处分。根据现行的法律法规以及行业规则的规定,以上两种权利应当归属于数据产品开发者。数据产品可测度性是数据产品流转的必要条件,没有明确的定价标准,就无法进行出资后续公司注册资本的核算与披露,无法预测可能带来的经济利益,科学可持续的数据产品出资制度就难以运转起来。2022年9月,中国国家标准《信息技术、大数据、数据资产价值评估(征求意见稿)》的颁布,明确了数据产品价值的评估通过未来成本法、市场法和收益评估法三种方法加以计算评估,正面解决了数据产品的价值评估问题,为数据产品出资的评估工作提供了权威的参考标准。数据产品的权利转让的问题关键在于经营权的权利移转,从物权的形态变化和扩展角度出发,应当将数据产品引入无形财产的范畴,使得数据产品经营权可在许可合同的框架下进行权利的流转。此外,当数据出资完成后,数据产品出资的瑕疵责任承担问题也是出资制度讨论的题中应有之义。在数据产品完成出资后,出资人与公司应积极采取信息披露措施,以降低出资的法律风险。数据产品出资的瑕疵责任,应当依照各自的过错责任,公平地分配于参与出资过程中的相关主体当中。

关键词：数据产品出资方式权力配置适格性