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北京石油化工学院学报 2024年第3期32卷 30-37页

作者：连泽伟田强朱学岩宋健李沛太重(天津)滨海重型机械有限公司技术中心天津300457

为研究复杂海洋环境下(风浪流载荷联合作用)海上平台动力响应问题,采用有限元软件建立海上导管架平台模型,对其极限载荷结构强度进行校核,并分别对不同工况进行模拟分析,掌握其动力响应特性及规律,最终结合S-N曲线对其疲劳寿命进行预测... 详细信息

为研究复杂海洋环境下(风浪流载荷联合作用)海上平台动力响应问题,采用有限元软件建立海上导管架平台模型,对其极限载荷结构强度进行校核,并分别对不同工况进行模拟分析,掌握其动力响应特性及规律,最终结合S-N曲线对其疲劳寿命进行预测。结果表明,导管架结构自振周期远小于波浪周期,基本不会发生共振;在极端风暴下,导管架结构强度和刚度均符合要求,且随着波高、波速的增大,最大等效应力和最大位移有明显提高,应力最大提高超过182.76%,位移最大增加超过182.72%,应力最大区域发生在斜撑支架交点处,故对此处结构进行加固,其响应极值可为监测系统提供参考;导管架结构疲劳寿命预测为44.19年,符合设计要求。

关键词：风浪载荷导管架结构动力响应疲劳寿命

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海洋风浪载荷对7500t浮式起重机结构影响分析

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中国重型装备 2009年第3期 1-5,9页

作者：王晟中交上海航道勘察设计院上海200120

利用ANSYS软件建立7 500 t浮式起重机有限元模型,参照建筑学中地震分析的方法,将浮式起重机载体船的横荡、纵荡、升沉、横摇和纵摇比拟成5个自由度的基础激励,计算浮式起重机在此种激励下的瞬态响应,为其金属结构影响分析提供依据。

关键词：风浪载荷浮式起重机结构动态分析

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风浪与冲击载荷作用下海上火箭发射船运动响应研究

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船舶力学 2024年第9期28卷 1339-1346页

作者：韩彦青楚胜涛巩庆涛孙忠玉杜正发鲁东大学水利工程学院山东烟台264025 鲁东大学蔚山船舶与海洋学院山东烟台264025 山东省海上航天装备技术创新中心山东烟台264004 中集来福士海洋工程研究院有限公司山东烟台264670

海上火箭发射船在海洋环境载荷与发射冲击载荷作用下将发生复杂的非线性运动响应,对火箭发射的安全性有着至关重要的影响。本文基于三维势流理论研究不同海况风浪与冲击载荷作用下某海上火箭发射船的运动响应特性,并分析船舶有无动力定... 详细信息

海上火箭发射船在海洋环境载荷与发射冲击载荷作用下将发生复杂的非线性运动响应,对火箭发射的安全性有着至关重要的影响。本文基于三维势流理论研究不同海况风浪与冲击载荷作用下某海上火箭发射船的运动响应特性,并分析船舶有无动力定位系统、发射点火时间的选择等因素对发射船运动特性的影响。结果表明:发射冲击载荷对船舶的纵摇运动影响较大,尤其是在风浪方向和船舶方向平行时,纵摇角较大;动力定位系统的存在会增加发射船的横摇角度;发射点火时间选择在发射船纵摇运动即将达到极值并折返的时刻,可减小发射船纵摇运动对火箭起飞姿态的影响。

关键词：海上发射冲击运动响应风浪载荷动力定位系统

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集装箱起重机整机船运状态分析研究

集装箱起重机整机船运状态分析研究

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作者：曾湛上海海事大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进一步发展,过去那种把大型港口机械设备以散件运到现场,然后在现场总装测试的交机方式已不能适应用户的要求。90年代中期以来,上海振华港机公司推出整机运输起重机运输代替传统的散件运输。整机运输充分利用和发挥制造... 详细信息

随着科学技术的进一步发展,过去那种把大型港口机械设备以散件运到现场,然后在现场总装测试的交机方式已不能适应用户的要求。90年代中期以来,上海振华港机公司推出整机运输起重机运输代替传统的散件运输。整机运输充分利用和发挥制造场地、技术、人员、设备的优势和有利条件,使在制造厂安装调试好的岸桥整机运输,对能保持整机良好的技术状态,减少岸桥到用户码头后处理各种遗留问题的时间,确保岸桥准时交付用户使用。岸边集装箱起重机(以下简称“岸桥”)由于重心高、前伸距和后伸距大,在船运过程中遭受巨浪作用时,极易造成岸桥结构破坏事故,甚至整机倾覆坠海事故。事故的发生不仅造成交货时间的延迟,影响码头正常的生产秩序,还给公司带来巨大的经济损失,甚至引起人员的伤亡。因此有必要进行岸桥船运的安全计算,减少各种损失。本文参照建筑结构学里地震分析的方法,将船舶的横荡、纵荡、垂荡、横摇和纵摇比拟成地震作用下结构的的横向、纵向、垂向振动以及横摇和纵摇,应用ANSYS软件动态分析里的瞬态分析法来计算起重机的响应,并与传统的静力学计算结果比较,得出合理的应力情况和更好的防范措施。论文内容主要包括;1.从随机海浪理论和模型出发,通过对海浪谱进行分析,找出海浪谱水质点位移、速度、加速度计算以及海浪的能量谱计算,构造船舶的响应谱。 2.本文参照建筑结构学里地震分析的方法,结合随机海浪理论和结构动力学理论,将船舶的横荡、纵荡、升沉、横摇和纵摇比拟成这五个自由度的基础激励,以结构动态分析的方法,计算起重机在此种激励下的瞬态响应。 3.以APDL命令流的形式输入了船舶横荡、纵荡、升沉、横摇和纵摇5自由度的基础激励,分别以静力和动力的形式计算了整个结构的应力,找到合适的绑扎方案。 4.从结构动态分析的角度分别计算了起重机在船运过程中不同风向、不同船运加速度、不同绑扎方案的动态响应,找出了船运工况的安全措施。

关键词：岸边集装箱起重机整机船运风浪载荷结构动念分析

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深水浮式风力机的动力响应

深水浮式风力机的动力响应

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作者：陶凯江苏科技大学

学位级别：硕士

海上风电向深水的浮式风机发展已成为必然趋势。目前国内外对浮式风机的研究才刚刚开始。对海上风机在环境载荷作用下的动力响应分析能为风机基础的设计提供依据，具有重要意义。本文利用专门用于风机设计的软件SWT(SAMCEF for Wind Tu... 详细信息

海上风电向深水的浮式风机发展已成为必然趋势。目前国内外对浮式风机的研究才刚刚开始。对海上风机在环境载荷作用下的动力响应分析能为风机基础的设计提供依据，具有重要意义。本文利用专门用于风机设计的软件SWT(SAMCEF for Wind Turbine)，建立了三种浮式风机的模型，支撑平台为张力腿、Spar和驳船，对三种平台在三种水深（200米、300米和400米）、南海海况下进行了动力响应分析和对比。同时研究了风浪载荷、波浪入射角以及波浪周期对平台运动的影响。本文研究内容及相关结论如下：（1）选择2MW风机模型，对三种风机平台进行初步设计。（2）张力腿和Spar平台平衡位置随水深的增加而上升，而驳船平台平衡位置随水深增加而下降;张力腿和Spar平台系泊缆预张力随水深的增加而减小，而驳船平台预张力随水深增加而增大，系泊缆预张力垂向分量的增量等于平台排水重量的增量。（3）三种浮式风机在一年一遇工况下平台的运动比100年一遇（停机）工况下小，说明波浪载荷对三种平台运动的影响较大;三种浮式风机的位移、偏转角、平台应力和系泊缆张力都在允许范围之内，浮式风机能安全地进行工作。（4）张力腿平台在上述两种工况下位移和转角最小，横摇、纵摇和首摇都不超过1°，但排水量是三种浮式风机中最大的。驳船平台纵荡和首摇稳定性比Spar平台好，而Spar平台垂荡和纵摇稳定性比驳船平台好。在选择风力机平台时，应根据具体要求合理选择平台类型。（5）在风速一定的条件下，波高越大，平台的运动一般也越大;波高一定时，在浮式风机正常工作的风速范围内，风速增大对平台运动的影响不是很大。对于深水浮式风机而言，波浪载荷在载荷组合中起主导作用。（6）随着波浪入射角的增大，平台横荡和横摇幅度逐渐增大，纵荡和纵摇运动一般逐渐减小，但是Spar平台和驳船在波浪入射角为10°时纵荡最大。平台垂荡运动总体上变化不大。随着波浪载荷周期的增大，张力腿平台的运动幅度逐渐增大，驳船平台风机的运动逐渐减小，Spar平台风力机的运动幅度在波浪周期为20s时最大。

关键词：浮式风力机支撑结构水深风浪载荷动力响应

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储能协调海上风电一次调频控制策略研究

储能协调海上风电一次调频控制策略研究

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作者：余照国华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下,海上风电装机容量爆发式增长。由于复杂恶劣的运行环境,海上风电输出功率的随机性、波动性和间歇性更强,大规模海上风电并网对电力系统频率稳定性提出了更高的要求和挑战。本文以半潜漂浮式... 详细信息

在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下,海上风电装机容量爆发式增长。由于复杂恶劣的运行环境,海上风电输出功率的随机性、波动性和间歇性更强,大规模海上风电并网对电力系统频率稳定性提出了更高的要求和挑战。本文以半潜漂浮式海上风电机组为研究对象,建立含海上风电的混合电力系统一次调频模型,分析海上风电场并网频率特性,提出海上风电机组一次调频控制策略,改善电力系统一次调频性能。本文主要研究工作如下:(1)联合火电机组、海上风电场和电池储能系统,建立风-储-火混合电力系统一次调频模型。(2)定量分析风、浪载荷对海上风电场并网频率特性的影响。设定四个不同的漂浮式海上风电机组运行工况算例,联合FAST和Simulink进行仿真实验。仿真结果表明,海上风电场并网频率偏差会随着风载荷和波浪载荷的增加逐渐增大,风、浪载荷之间存在非线性较强的耦合关系,风浪联合载荷下海上风电场并网频率的波动性更强。(3)定量分析海上风力机控制作用对海上风电场并网频率特性的影响。在海上风电机组开环控制下,根据稳定运行工作点参数给定风力机控制信号,研究海上风电场并网频率对发电机电磁转矩阶跃扰动和叶片桨距角阶跃扰动的动态响应。仿真结果表明,海上风电场并网频率对风力机控制输出信号扰动十分敏感,定量地增大或减小发电机电磁转矩和叶片桨距角可以调节电力系统频率。(4)结合转子动能控制和超速减载控制,提出转子动能与超速减载联合一次调频控制策略。仿真结果表明,转子动能与超速减载联合一次调频控制策略能有效地减小电力系统频率变化的幅值和稳态频率偏差,一定程度上改善了海上风电机组一次调频性能。(5)利用电池储能协调海上风电机组调频,维持风力机始终运行在最大功率跟踪控制状态,提出基于电池储能的海上风电机组一次调频控制策略。仿真结果表明,相比于转子动能与超速减载联合控制调频,基于电池储能的海上风电机组一次调频控制策略能进一步地减小电力系统频率变化的幅值和稳态频率偏差,在改善电力系统一次调频性能的同时,提高了海上风电机组运行的抗扰性和经济性。

关键词：海上风电一次调频风浪载荷频率特性电池储能

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