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分离盘对Spar型浮式风力机涡激运动抑制特性的试验与数值研究 被引量：1
1
作者 李磊 肖阳宏 +2 位作者 徐鹏 潘昀 夏海山 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期181-188,共8页
涡激运动是导致浮式结构系泊系统疲劳破坏的重要原因,该文利用模型试验和数值仿真方法,开展尾侧分离盘对Spar型浮式风力机主浮体结构涡激运动抑制机理的研究。主要探讨分离盘长度L/D对风力机涡激运动特性的影响规律。研究发现,分离盘长... 涡激运动是导致浮式结构系泊系统疲劳破坏的重要原因,该文利用模型试验和数值仿真方法,开展尾侧分离盘对Spar型浮式风力机主浮体结构涡激运动抑制机理的研究。主要探讨分离盘长度L/D对风力机涡激运动特性的影响规律。研究发现,分离盘长度L/D=0时,涡激响应随折合速度的增加呈现明显的上部分支、锁定区及去同步化分支3阶段,结构发生涡激共振问题;当分离盘长度L/D≥0.2时,风力机不再发生涡激共振现象,且当分离盘长度L/D≥0.4时其抑制效果达70%以上。同时发现分离盘结构能诱发Spar型浮式风力机的艏摇运动。结果表明,分离盘对Spar型浮式风力机的涡激运动响应有明显的抑制效果。 展开更多
关键词 海上浮式风力机 动力特性 干扰抑制 圆柱 分离盘
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合成射流对Spar型浮式风力机涡激运动特性的研究
2
作者 李磊 夏海山 +2 位作者 杜炳鑫 白兴兰 潘昀 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期459-466,共8页
涡激运动问题是影响漂浮式结构系泊系统、立管和电缆疲劳寿命的重要因素,该文利用主动控制技术研究合成射流对Spar型浮式风力机基础结构涡激响应特性的抑制规律。首先开展无射流工况下Spar型浮式风力机涡激运动试验和数值仿真研究,验证... 涡激运动问题是影响漂浮式结构系泊系统、立管和电缆疲劳寿命的重要因素,该文利用主动控制技术研究合成射流对Spar型浮式风力机基础结构涡激响应特性的抑制规律。首先开展无射流工况下Spar型浮式风力机涡激运动试验和数值仿真研究,验证数值方法的准确性,而后重点探讨射速比和喷射角对结构的涡激响应、涡激力、泄涡频率和尾涡结构的影响规律。研究发现,涡激响应特征与射速比和喷射角度密切相关,合成射流能有效抑制结构的涡激运动,且射速比越大、喷射角越趋向尾涡分离点其抑制效果越好。同时发现,合成射流降低了涡泄频率、从而使振荡频率远离固有频率,但柱体涡激力基本不变。结果表明,合成射流能够有效抑制Spar型浮式风力机的涡激共振,其抑制机理为降低结构振荡频率,从而解锁涡激共振实现抑制作用,而非降低涡激力实现抑制效果。 展开更多
关键词 海上浮式风力机 动力特性 圆柱 合成射流 主动控制
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关于N波激发的港湾共振研究 被引量：1
3
作者 高俊亮 熊伟 +2 位作者 马小舟 刘盈溢 刘倩 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期1203-1210,共8页
本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形... 本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形式对港内相对波能分布的影响。研究表明,随着入射波波幅的增大,分布于高模态上的波能的比重逐渐增加,港内波能的分布趋于均匀,入射N波形式对于港内相对波能的分布也有显著影响。相比于MS形式的入射N波,TS形式的入射N波诱发的港内波能分布更加均匀。 展开更多
关键词 港湾共振 N波 Boussinesq模型 正交模态分解法 波能分布
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附着空化流动下离心泵水力性能数值预测 被引量：13
4
作者 李军 刘立军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期257-260,共4页
采用改进的空化模型和算法,同时耦合黏性Reynolds-Averaged Navier-Stokes方程求解技术,对空化流动条件下离心泵的水力性能进行了数值预测研究.采用具有试验数据的拱形头部圆柱体空化绕流考核了所提出的空化模型和算法的准确性和可靠性... 采用改进的空化模型和算法,同时耦合黏性Reynolds-Averaged Navier-Stokes方程求解技术,对空化流动条件下离心泵的水力性能进行了数值预测研究.采用具有试验数据的拱形头部圆柱体空化绕流考核了所提出的空化模型和算法的准确性和可靠性.采用数值方法研究了不同流量系数下离心泵水力性能与空化系数之间的关系,预测了空化系数对离心泵叶轮表面附着空化气泡形状的影响.数值结果表明,在相同的流量系数下,存在着临界空化系数,在临界空化系数时离心泵的水力性能突然下降,空化系数越小,离心泵叶轮表面的附着空化空腔越大,同时造成水力性能下降的越快.研究结果证明了所提出的空化模型和算法能够应用于水力流体机械空化流动时的性能预测. 展开更多
关键词 附着空化 离心泵 叶轮 数值预测
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附着空化流动的模型和算法 被引量：4
5
作者 李军 刘立军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期253-256,共4页
提出了一种改进的空化模型和算法,同时耦合考虑黏性效应的Navier-Stokes方程求解方法,用数值研究了附着空化流动.提出的空化模型和算法将气相/液相界面作为流动区域的自由界面,并满足当地气相压力进行处理,空化空腔的形状通过迭代计算... 提出了一种改进的空化模型和算法,同时耦合考虑黏性效应的Navier-Stokes方程求解方法,用数值研究了附着空化流动.提出的空化模型和算法将气相/液相界面作为流动区域的自由界面,并满足当地气相压力进行处理,空化空腔的形状通过迭代计算进行修正得到,不仅考虑了流场的压力分布,而且考虑了气相/液相界面处的压力梯度信息.采用具有试验数据的半球形头部圆柱体空化绕流作为算例,考核了所提出空化模型和算法的网格无关性,并研究了迭代修正格式中松弛因子对算法精度和计算效率的影响特性.研究表明,圆锥形头部圆柱体空化绕流的数值模拟结果与其试验数据吻合良好,证明了所提出的空化模型和算法的可靠性. 展开更多
关键词 附着空化 NAVIER-STOKES方程 气相/液相界面 数值模拟
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Spar型海上浮式风力机系统运动耦合计算方法 被引量：4
6
作者 尚景宏 赵玉娜 +2 位作者 张亮 胡长洪 丁晓朦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1163-1171,共9页
针对海上浮式风力机系统(FOWTs)与风浪流相互作用问题,建立了时域非线性耦合动力学方程和流体动力数学模型,采用Fortran语言编程、时域频域转换和龙格-库塔法迭代求解方法,分析定常风、规则波和随机风浪环境下,Spar型FOWTs除艏摇之外的... 针对海上浮式风力机系统(FOWTs)与风浪流相互作用问题,建立了时域非线性耦合动力学方程和流体动力数学模型,采用Fortran语言编程、时域频域转换和龙格-库塔法迭代求解方法,分析定常风、规则波和随机风浪环境下,Spar型FOWTs除艏摇之外的5自由度运动响应特性。结果表明,额定定常风速时,风力机系统5自由度运动响应的平均值和峰峰值都受影响,而其他定常风速不影响纵向运动响应的峰峰值;规则波对5自由度运动响应的平均值影响很小,但峰峰值明显增大;在随机风浪下,FOWTs的纵荡(摇)和升沉运动分别不同程度地出现明显低频性和波频性,而且与风速相关。分析方法及其结果为海上FOWTs的运动性能设计提供参考。 展开更多
关键词 Spar型海上浮式风力机系统 时域非线性耦合 运动响应特性 规则波 随机风浪
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W/Cu和W/C涂层的循环热负荷实验 被引量：2
7
作者 刘翔 谌继明 +5 位作者 许增裕 邓颖 葛昌纯 李江涛 田树贤 吉田直亮 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期139-144,共6页
用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1... 用等离子体喷涂和热压方法制作了W /Cu梯度功能材料和W /C涂层 ,其中W/C涂层具有多层的钨 (W )、铼 (Re)扩散阻挡势垒。为了试验这些复合材料能否经受聚变等离子体破裂时的高热负荷 ,用大功率ND :YAG激光进行了模拟实验。结果表明 :在 1 0 0～ 4 0 0MW /m2 的瞬时 (脉冲宽度为 4ms)热负荷作用下 ,经过 2 0 0～ 70 0次热循环 ,未发现W /Cu复合体的开裂。其中在 1 2 3MW /m2 的功率密度下作用70 0次后 ,发现等离子体喷涂试样表面的再结晶现象和严重的晶界腐蚀 ,由于激光的冷效应 ,晶粒生长的趋势并不明显 ,再结晶层的晶粒呈垂直于表面的柱状结构。W/C试样的退火实验表明 ,钨涂层的再结晶温度稍高于 1 4 0 0℃。在更高的功率密度下 (3 98MW /m2 )出现了明显的腐蚀坑 ,坑内呈疏松的蜂窝结构 ,坑的边缘形成了沉积区 ,能谱分析表明沉积区集聚了大量的金属杂质。等离子体喷涂试样比热压试样更易产生晶界的断裂和裂纹。在同等的热负荷条件下 ,W 展开更多
关键词 W/Cu梯度功能材料 W/C涂层 循环热负荷实验 等离子体喷涂 热压 钨 铼 聚变堆
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深海钛合金压力容器在静水压力作用下的弹塑性分析 被引量：1
8
作者 罗冬梅 汪文学 高雄善裕 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第4期603-608,共6页
利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于... 利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于厚壁且形状复杂的压力容器的失稳计算,用理论公式或仅用厚壳单元的弹性失稳分析是不够的,应该用3维立体单元的弹塑性失稳计算才能给出比较精确的强度预测。MSC.Marc Mentat2005强大的计算和仿真功能有效地模拟了深海精密探测容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题,为深海精密探测容器在材料、外观等方面做进一步的设计改进提供了可靠的工具。 展开更多
关键词 深海压力容器 弹塑性失稳 数值分析 MSC.Marc Mentat 2005
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缠绕型碳纳米管增强陶瓷基复合材料的有效刚度和应力分析
9
作者 宋瑞兰 罗冬梅 汪文学 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期225-233,共9页
以直线型、余弦波型和缠绕型空心碳纳米管增强陶瓷基复合材料的三维特征体积单元模型为研究对象,利用满足精确周期性边界条件的均质化法计算该模型的有效弹性模量和局部应力,分析碳纳米管的几何形状、尺寸和力学特性对碳纳米管复合材料... 以直线型、余弦波型和缠绕型空心碳纳米管增强陶瓷基复合材料的三维特征体积单元模型为研究对象,利用满足精确周期性边界条件的均质化法计算该模型的有效弹性模量和局部应力,分析碳纳米管的几何形状、尺寸和力学特性对碳纳米管复合材料力学性能的影响,并与经典混合法则、Halpin-Tsai法及其他数值模拟的结果进行对比.结果表明:碳纳米管的几何缠绕特性对横向变形有较好的限制作用;缠绕型复合材料的力学性能呈曲线变化,比直线型和余弦波型碳纳米管复合材料更容易受几何特性的影响:缠绕型碳纳米管的最大轴向应力和最大等效应力随碳纳米管外径的增大而增大,但碳纳米管的各向异性会降低碳纳米管的最大应力,导致缠绕型碳纳米管复合材料传递应力的能力减弱;双尺度均质化法和有限元法结合能有效反映力学性能的变化特征,是分析具有复杂微观结构力学性能的有效方法. 展开更多
关键词 均质化法 缠绕型碳纳米管 陶瓷基复合材料 有效力学性能 局部应力分布
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