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流冰作用下海上浮式光伏平台动力响应与局部损伤特性研究
1
作者
蔡劭宇
杜君峰
袁文永
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第7期151-162,共12页
海上浮式光伏平台在服役过程中将受到复杂环境荷载,其中冰荷载是冰区海上浮式光伏平台设计的主控荷载之一,可导致结构出现局部损伤甚至整体失效。本文研究某海上浮式光伏平台在平整冰和破碎冰作用下的动力响应及结构损伤特性,建立了流...
海上浮式光伏平台在服役过程中将受到复杂环境荷载,其中冰荷载是冰区海上浮式光伏平台设计的主控荷载之一,可导致结构出现局部损伤甚至整体失效。本文研究某海上浮式光伏平台在平整冰和破碎冰作用下的动力响应及结构损伤特性,建立了流、冰荷载联合作用下的海冰-海流-海上浮式光伏有限元模型,讨论分析了平整冰厚度与碎冰密集度对海上浮式光伏结构整体动力响应与浮筒损伤的影响。结果表明:平整冰与平台发生多次撞击回弹,其中首次碰撞力最大,且碰撞力峰值随着海冰厚度非线性增加,该碰撞力逐渐降低并最终转化为作用在平台上的准静态推力,浮筒在碰撞下产生塑性应变但未发生开裂;破碎冰在海流作用下于平台周围堆积,平台位移与海冰密集度正相关,浮筒损伤情况较平整冰撞击工况更小,但系泊张力更大。研究成果可为冰区海上浮式光伏平台整体设计与局部结构加强提供科学依据。
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关键词
海上浮式光伏
平台
冰荷载
动力响应
结构损伤
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职称材料
海上浮式光伏结构及其水动力问题研究展望
被引量：
13
2
作者
耿宝磊
唐旭
金瑞佳
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024年第3期190-208,共19页
淡水水体的浮式光伏发电技术弥补了传统陆基光伏的部分缺陷,在近十年的时间里得到快速发展,与此同时,将浮式光伏技术应用于海洋环境成为了各国学者面临的重要命题。海上环境不同于陆地,在同等光照条件下,海面开阔,日照时间长、辐射量高...
淡水水体的浮式光伏发电技术弥补了传统陆基光伏的部分缺陷,在近十年的时间里得到快速发展,与此同时,将浮式光伏技术应用于海洋环境成为了各国学者面临的重要命题。海上环境不同于陆地,在同等光照条件下,海面开阔,日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率更高,发电量可以得到显著提升,但是如何保证海上光伏在极端自然环境下的生存是该项目未来能否实施的最大挑战。首先概述了浮式光伏系统的发展历程,分析了各类浮式结构的形式、特点及其对海洋环境的适用性;然后针对不同结构形式和不同锚泊形式的海上浮式光伏结构,重点围绕其在遭受波浪和风荷载情况下可能遇到的水动力问题和结构强度问题,从设计可行性的角度分析了国内外学者针对相关结构的一些研究成果;最后提出海上浮式光伏系统未来可能的发展方向。
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关键词
海上浮式光伏
水动力
波浪荷载
风荷载
结构响应
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职称材料
海上光伏浮管基础极端波浪作用水动力特性
3
作者
裴元义
宋洋
+2 位作者
沈禹
郭悬
方庆贺
《水利水运工程学报》
北大核心
2025年第4期24-32,共9页
近年来海上光伏成为新能源领域的快速增长点,随着海上光伏开发逐渐走向深远海,海上浮式光伏成为新的需求。浮管基础式浮式光伏结构体系在陆地水域中得到了广泛应用,应用于海洋环境时,需考虑极端海况中的波浪作用,保证海上浮式光伏的结...
近年来海上光伏成为新能源领域的快速增长点,随着海上光伏开发逐渐走向深远海,海上浮式光伏成为新的需求。浮管基础式浮式光伏结构体系在陆地水域中得到了广泛应用,应用于海洋环境时,需考虑极端海况中的波浪作用,保证海上浮式光伏的结构安全。基于开源软件OpenFOAM建立浮管极端波浪水动力作用数值模型,采用聚焦波模拟极端波浪,利用物理试验结果验证数值模型的计算精度,并基于验证后的数值模型分析浮式光伏浮管波浪荷载的影响因素及规律。结果表明,所建立的数值模型能够准确模拟浮管受到的极端波浪作用;浮管淹没深度对波浪荷载影响明显,增加浮管淹没深度可明显降低浮管波浪荷载;入射聚焦波的峰值频率和聚焦波波幅对浮管所受波浪荷载的影响较大,在海上浮式光伏设计时需根据光伏项目开发海域波浪特征进行专项分析。研究结果对海上浮式光伏结构抗波浪作用设计具有理论意义。
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关键词
海上浮式光伏
聚焦波
OPENFOAM
浮管
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职称材料
题名
流冰作用下海上浮式光伏平台动力响应与局部损伤特性研究
1
作者
蔡劭宇
杜君峰
袁文永
机构
中国海洋大学工程学院
出处
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第7期151-162,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52088102)
山东省自然科学基金项目(ZR2023QE182)
中央高校基本科研业务费专项(202213032)资助。
文摘
海上浮式光伏平台在服役过程中将受到复杂环境荷载,其中冰荷载是冰区海上浮式光伏平台设计的主控荷载之一,可导致结构出现局部损伤甚至整体失效。本文研究某海上浮式光伏平台在平整冰和破碎冰作用下的动力响应及结构损伤特性,建立了流、冰荷载联合作用下的海冰-海流-海上浮式光伏有限元模型,讨论分析了平整冰厚度与碎冰密集度对海上浮式光伏结构整体动力响应与浮筒损伤的影响。结果表明:平整冰与平台发生多次撞击回弹,其中首次碰撞力最大,且碰撞力峰值随着海冰厚度非线性增加,该碰撞力逐渐降低并最终转化为作用在平台上的准静态推力,浮筒在碰撞下产生塑性应变但未发生开裂;破碎冰在海流作用下于平台周围堆积,平台位移与海冰密集度正相关,浮筒损伤情况较平整冰撞击工况更小,但系泊张力更大。研究成果可为冰区海上浮式光伏平台整体设计与局部结构加强提供科学依据。
关键词
海上浮式光伏
平台
冰荷载
动力响应
结构损伤
Keywords
offshore floating photovoltaics
ice load
dynamic response
structural damage
分类号
U661.4 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
海上浮式光伏结构及其水动力问题研究展望
被引量：
13
2
作者
耿宝磊
唐旭
金瑞佳
机构
交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心工程泥沙交通运输行业重点实验室
大连海洋大学海洋与土木工程学院
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024年第3期190-208,共19页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFB2602800)
国家自然科学基金资助项目(U2106223,U21A20123)
中央基本科研业务费资助项目(TKS20230106)。
文摘
淡水水体的浮式光伏发电技术弥补了传统陆基光伏的部分缺陷,在近十年的时间里得到快速发展,与此同时,将浮式光伏技术应用于海洋环境成为了各国学者面临的重要命题。海上环境不同于陆地,在同等光照条件下,海面开阔,日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率更高,发电量可以得到显著提升,但是如何保证海上光伏在极端自然环境下的生存是该项目未来能否实施的最大挑战。首先概述了浮式光伏系统的发展历程,分析了各类浮式结构的形式、特点及其对海洋环境的适用性;然后针对不同结构形式和不同锚泊形式的海上浮式光伏结构,重点围绕其在遭受波浪和风荷载情况下可能遇到的水动力问题和结构强度问题,从设计可行性的角度分析了国内外学者针对相关结构的一些研究成果;最后提出海上浮式光伏系统未来可能的发展方向。
关键词
海上浮式光伏
水动力
波浪荷载
风荷载
结构响应
Keywords
offshore floating photovoltaics
hydrodynamics
wave load
wind load
structural response
分类号
P751 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
海上光伏浮管基础极端波浪作用水动力特性
3
作者
裴元义
宋洋
沈禹
郭悬
方庆贺
机构
三峡集团浙江能源投资有限公司
哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院
浙江工业大学土木工程学院
扬州大学建筑科学与工程学院
南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室
出处
《水利水运工程学报》
北大核心
2025年第4期24-32,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52178128)
山东省高等学校“青创团队计划”(2022KJ081)
双一流学科建设基金项目(2023SYLCB04)。
文摘
近年来海上光伏成为新能源领域的快速增长点,随着海上光伏开发逐渐走向深远海,海上浮式光伏成为新的需求。浮管基础式浮式光伏结构体系在陆地水域中得到了广泛应用,应用于海洋环境时,需考虑极端海况中的波浪作用,保证海上浮式光伏的结构安全。基于开源软件OpenFOAM建立浮管极端波浪水动力作用数值模型,采用聚焦波模拟极端波浪,利用物理试验结果验证数值模型的计算精度,并基于验证后的数值模型分析浮式光伏浮管波浪荷载的影响因素及规律。结果表明,所建立的数值模型能够准确模拟浮管受到的极端波浪作用;浮管淹没深度对波浪荷载影响明显,增加浮管淹没深度可明显降低浮管波浪荷载;入射聚焦波的峰值频率和聚焦波波幅对浮管所受波浪荷载的影响较大,在海上浮式光伏设计时需根据光伏项目开发海域波浪特征进行专项分析。研究结果对海上浮式光伏结构抗波浪作用设计具有理论意义。
关键词
海上浮式光伏
聚焦波
OPENFOAM
浮管
Keywords
offshore floating photovoltaics
focused waves
OpenFOAM
floating pipe
分类号
TV139.26 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
流冰作用下海上浮式光伏平台动力响应与局部损伤特性研究
蔡劭宇
杜君峰
袁文永
《中国海洋大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
海上浮式光伏结构及其水动力问题研究展望
耿宝磊
唐旭
金瑞佳
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024
13
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职称材料
3
海上光伏浮管基础极端波浪作用水动力特性
裴元义
宋洋
沈禹
郭悬
方庆贺
《水利水运工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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