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非线性波浪与柔性水面漂浮式光伏结构作用的数值模拟
被引量：
3
1
作者
吴勇虎
于邦廷
+3 位作者
梁爽
于广欣
李元芳
张一平
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024年第5期1-9,共9页
大型水面漂浮式光伏系统具有水平面积大、垂向抗弯刚度低的特点,在外海波浪作用下,柔性光伏系统的水弹性运动响应较大。针对漂浮式柔性光伏结构的特点,建立了二阶非线性波浪与柔性漂浮式光伏耦合作用的频域数值模型,基于模态展开法实现...
大型水面漂浮式光伏系统具有水平面积大、垂向抗弯刚度低的特点,在外海波浪作用下,柔性光伏系统的水弹性运动响应较大。针对漂浮式柔性光伏结构的特点,建立了二阶非线性波浪与柔性漂浮式光伏耦合作用的频域数值模型,基于模态展开法实现结构运动与流体作用的解耦。其中,柔性漂浮式光伏结构的水弹性运动响应利用经典欧拉-伯努利梁振动方程模拟,流体域利用二维Rankine源及关于海底的镜像作为格林函数建立边界积分方程,采用高阶边界元方法求解。通过对比验证,建立的耦合模型具有较好的精度。利用该模型计算分析了不同波高和结构抗弯刚度时的结构运动响应,发现非线性波浪力引起的结构运动响应不可忽略。还研究了波浪周期和结构抗弯刚度对结构弹性变形的影响规律:波浪周期越大,结构的弹性变形越由低阶模态占主导,结构运动幅值分布越平缓;结构抗弯刚度越小,结构的弹性变形包含越多高阶模态成分,结构运动幅值分布波动越大。
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关键词
非线性波浪
高阶边界元方法
弹性板
模态展开法
抗弯刚度
漂浮式光伏结构
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职称材料
漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究
被引量：
1
2
作者
蒋习民
魏宇豪
+3 位作者
刘锦昆
王树青
宋宪仓
王霄
《海洋工程》
北大核心
2025年第1期48-61,共14页
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通...
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通过在系缆不同位置处布置系列重物块来改变不同水深条件下系缆的空间构型和水平回复力特性,提出了一种改进混合式系泊系统以满足漂浮式光伏结构不同潮位下的系泊定位需求。以1 MW漂浮式光伏方阵为例,对混合式系泊系统在不同水位和荷载方向下的适用性进行了数值研究。结果表明,不同水位下漂浮式光伏模块运动响应幅值差异不超过14%,高水位下系缆张力响应明显大于低水位下系缆张力响应,其张力响应幅值差异不超过268%,表明文中提出的混合式系泊系统对极浅水、大潮差漂浮式光伏结构具有较好的系泊定位性能。
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关键词
漂浮式光伏结构
极浅水大潮差
混合
式
系泊系统
耦合动力分析
系统动力响应
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职称材料
P类织物膜材在海洋环境下的自然老化试验
3
作者
刘红波
韩颖
+2 位作者
练继建
刘洋
陈志华
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025年第11期1182-1191,共10页
针对漂浮式光伏结构中的P类织物膜材在海洋环境下的老化性能,在天津某港口进行了10个月的膜材自然老化试验.研究了膜材强度等级和表面处理类型对P类织物膜材老化性能的影响,分析了膜材的生物污损状况和老化后的力学性能,其中生物污损分...
针对漂浮式光伏结构中的P类织物膜材在海洋环境下的老化性能,在天津某港口进行了10个月的膜材自然老化试验.研究了膜材强度等级和表面处理类型对P类织物膜材老化性能的影响,分析了膜材的生物污损状况和老化后的力学性能,其中生物污损分析包括膜材表面的污损生物种类、单位面积污损生物质量、膜材表面状况和透光性,力学性能分析包括膜材经向和纬向的单轴拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.结果表明:膜表面污损生物主要为藤壶和海藻,单位面积污损生物质量在不同位置的差异性较大,其范围为22.2~356.0 g/m^(2),平均值约为143.9 g/m^(2);污损生物使膜材涂层表面轻微变黄,透过光可见由于老化造成的黄褐色斑点,透光性变差,且藤壶生物对膜材涂层表面颜色和透光性的影响相较于海藻更为严重;膜材在海洋中暴露10个月后,经向和纬向的单轴拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率总平均值分别为98.5%、98.7%、97.8%和98.2%,经向和纬向的撕裂强度的老化保持率总平均值分别为95.3%和95.2%;建立了P类织物膜材在海洋环境下的老化预测模型,并对膜材老化25年后的力学性能保持率进行预测,发现经向和纬向的单轴拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率均大于50.0%,表明膜材在海洋环境下具有较好的抗老化性能.本文研究结果为海上漂浮式光伏膜结构的工程应用提供一定参考.
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关键词
漂浮式光伏结构
P类织物膜材
老化试验
生物污损
老化预测模型
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职称材料
题名
非线性波浪与柔性水面漂浮式光伏结构作用的数值模拟
被引量：
3
1
作者
吴勇虎
于邦廷
梁爽
于广欣
李元芳
张一平
机构
中海油研究总院有限责任公司
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024年第5期1-9,共9页
基金
中海石油(中国)有限公司科技课题“近海漂浮式光伏关键技术研究”资助项目(KJZX-2022-12-XNY-0602)。
文摘
大型水面漂浮式光伏系统具有水平面积大、垂向抗弯刚度低的特点,在外海波浪作用下,柔性光伏系统的水弹性运动响应较大。针对漂浮式柔性光伏结构的特点,建立了二阶非线性波浪与柔性漂浮式光伏耦合作用的频域数值模型,基于模态展开法实现结构运动与流体作用的解耦。其中,柔性漂浮式光伏结构的水弹性运动响应利用经典欧拉-伯努利梁振动方程模拟,流体域利用二维Rankine源及关于海底的镜像作为格林函数建立边界积分方程,采用高阶边界元方法求解。通过对比验证,建立的耦合模型具有较好的精度。利用该模型计算分析了不同波高和结构抗弯刚度时的结构运动响应,发现非线性波浪力引起的结构运动响应不可忽略。还研究了波浪周期和结构抗弯刚度对结构弹性变形的影响规律:波浪周期越大,结构的弹性变形越由低阶模态占主导,结构运动幅值分布越平缓;结构抗弯刚度越小,结构的弹性变形包含越多高阶模态成分,结构运动幅值分布波动越大。
关键词
非线性波浪
高阶边界元方法
弹性板
模态展开法
抗弯刚度
漂浮式光伏结构
Keywords
nonlinear wave
HOBEM
elastic plate
modal expansion method
flexural rigidity
floating photovoltaic structure
分类号
P752 [天文地球—海洋科学]
TM615 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究
被引量：
1
2
作者
蒋习民
魏宇豪
刘锦昆
王树青
宋宪仓
王霄
机构
中石化石油工程设计有限公司
中国海洋大学工程学院
出处
《海洋工程》
北大核心
2025年第1期48-61,共14页
基金
中石化石油工程技术服务有限公司“海上漂浮式光伏发电装置浮体设计关键技术研究”项目(SG22-29K)
山东省自然科学基金项目(ZR2021QE101)
+1 种基金
山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2021CXGC010701)
国家自然科学基金项目(52301351,52088102)。
文摘
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通过在系缆不同位置处布置系列重物块来改变不同水深条件下系缆的空间构型和水平回复力特性,提出了一种改进混合式系泊系统以满足漂浮式光伏结构不同潮位下的系泊定位需求。以1 MW漂浮式光伏方阵为例,对混合式系泊系统在不同水位和荷载方向下的适用性进行了数值研究。结果表明,不同水位下漂浮式光伏模块运动响应幅值差异不超过14%,高水位下系缆张力响应明显大于低水位下系缆张力响应,其张力响应幅值差异不超过268%,表明文中提出的混合式系泊系统对极浅水、大潮差漂浮式光伏结构具有较好的系泊定位性能。
关键词
漂浮式光伏结构
极浅水大潮差
混合
式
系泊系统
耦合动力分析
系统动力响应
Keywords
floating photovoltaic structures
extremely shallow water and large tidal range
hybrid mooring system
coupled dynamic analysis
system dynamic 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
P类织物膜材在海洋环境下的自然老化试验
3
作者
刘红波
韩颖
练继建
刘洋
陈志华
机构
天津大学建筑工程学院
天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室
河北工程大学土木工程学院
天津理工大学海洋能源学院
出处
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025年第11期1182-1191,共10页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFB4200700)
河北省自然科学基金资助项目(E2024402047).
文摘
针对漂浮式光伏结构中的P类织物膜材在海洋环境下的老化性能,在天津某港口进行了10个月的膜材自然老化试验.研究了膜材强度等级和表面处理类型对P类织物膜材老化性能的影响,分析了膜材的生物污损状况和老化后的力学性能,其中生物污损分析包括膜材表面的污损生物种类、单位面积污损生物质量、膜材表面状况和透光性,力学性能分析包括膜材经向和纬向的单轴拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.结果表明:膜表面污损生物主要为藤壶和海藻,单位面积污损生物质量在不同位置的差异性较大,其范围为22.2~356.0 g/m^(2),平均值约为143.9 g/m^(2);污损生物使膜材涂层表面轻微变黄,透过光可见由于老化造成的黄褐色斑点,透光性变差,且藤壶生物对膜材涂层表面颜色和透光性的影响相较于海藻更为严重;膜材在海洋中暴露10个月后,经向和纬向的单轴拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率总平均值分别为98.5%、98.7%、97.8%和98.2%,经向和纬向的撕裂强度的老化保持率总平均值分别为95.3%和95.2%;建立了P类织物膜材在海洋环境下的老化预测模型,并对膜材老化25年后的力学性能保持率进行预测,发现经向和纬向的单轴拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率均大于50.0%,表明膜材在海洋环境下具有较好的抗老化性能.本文研究结果为海上漂浮式光伏膜结构的工程应用提供一定参考.
关键词
漂浮式光伏结构
P类织物膜材
老化试验
生物污损
老化预测模型
Keywords
floating photovoltaic structure
P-type fabric membrane material
aging test
biological fouling
aging prediction model
分类号
TU383 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非线性波浪与柔性水面漂浮式光伏结构作用的数值模拟
吴勇虎
于邦廷
梁爽
于广欣
李元芳
张一平
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
2
漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究
蒋习民
魏宇豪
刘锦昆
王树青
宋宪仓
王霄
《海洋工程》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
P类织物膜材在海洋环境下的自然老化试验
刘红波
韩颖
练继建
刘洋
陈志华
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
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