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极端风浪下海上机场VLFS连接器载荷响应分析
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作者 王丽君 柯世堂 +2 位作者 李文杰 陈静 任贺贺 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1010-1016,1043,1044,共9页
为了研究浪向角、入射波频率和连接器刚度耦合变化对连接器载荷的影响,以刚模块柔性连接器(rigid module and flexible connector,简称RMFC)模型计算理论为基础,建立8模块海上机场超大浮体水动力模型进行数值模拟水槽实验,分别对连接器... 为了研究浪向角、入射波频率和连接器刚度耦合变化对连接器载荷的影响,以刚模块柔性连接器(rigid module and flexible connector,简称RMFC)模型计算理论为基础,建立8模块海上机场超大浮体水动力模型进行数值模拟水槽实验,分别对连接器在规则波和不规则波下的载荷响应进行频域计算。选取6个连接器刚度条件,研究不同连接器刚度下连接器的载荷响应,在不同海况和连接器刚度条件下考虑0°,30°,45°,60°及90°浪向角的作用,连接器载荷响应幅值主要从纵向、横向及垂向3个方向进行比对。结果表明,同一方向上的载荷在浪向角45°和60°较为敏感,极端风浪耦合环境下,垂向载荷明显比其他两个方向载荷值大,连接器载荷值随刚度值增大而增大,在K5~K6之间呈大幅递增趋势。 展开更多
关键词 极端风浪 浪向角 耦合 海上机场 超大浮体 连接器 载荷响应
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大跨度柔性光伏阵列上下表面脉动风荷载三维空间相关性分析
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作者 王威 柯世堂 +3 位作者 王立山 任贺贺 张春伟 田文鑫 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期331-341,共11页
以国电投江苏盐城柔性光伏示范基地三跨五排光伏阵列为研究对象,基于上下表面同步测压风洞试验对比分析脉动风荷载分布特性及三维空间相关性,建立柔性光伏表面相关性区域划分模型,揭示脉动风荷载在三维空间内的变化规律以及柔性光伏表... 以国电投江苏盐城柔性光伏示范基地三跨五排光伏阵列为研究对象,基于上下表面同步测压风洞试验对比分析脉动风荷载分布特性及三维空间相关性,建立柔性光伏表面相关性区域划分模型,揭示脉动风荷载在三维空间内的变化规律以及柔性光伏表面风力分量之间的耦合现象。研究表明:沿垂直竖向柔性光伏表面上缘区为弱相关区,下缘区为强相关区,水平跨向阵列干扰显著影响柔性光伏阵列组件块连接处脉动风压相关性,水平排向相关性光伏阵列第一排受排间干扰最为严重;整体阻力系数与表面脉动风压之间相关性区域在柔性光伏表面呈弱-强-弱分布,且表面阻力与横轴向弯矩之间存在显著耦合现象,其中阵列干扰增强耦合性区域为[0°,45°]和[150°,180°],减弱区域为[45°,150°]。 展开更多
关键词 光伏阵列 风洞 相关性理论 脉动风荷载 阵列干扰
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台风动力作用下大跨度航站楼屋盖连续风揭形态及机理研究 被引量:1
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作者 刘凌峰 柯世堂 +3 位作者 任贺贺 吴鸿鑫 李文杰 田文鑫 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期539-549,共11页
大跨度航站楼屋盖的风揭作用是影响其结构安全的重要因素之一,现有研究仅考虑了良态风气候和静力风荷载作用,难以解释强台风动力荷载作用下屋盖结构的真实风揭形态与发生机制。鉴于此,本文基于WRF、CFD和LS/DYNA开展了台风作用下大跨度... 大跨度航站楼屋盖的风揭作用是影响其结构安全的重要因素之一,现有研究仅考虑了良态风气候和静力风荷载作用,难以解释强台风动力荷载作用下屋盖结构的真实风揭形态与发生机制。鉴于此,本文基于WRF、CFD和LS/DYNA开展了台风作用下大跨度航站楼连续风揭破坏全过程数值模拟。开展台风“黑格比”风场模拟,并以某国际机场航站楼为例,模拟台风作用下航站楼屋面连续风揭全过程,对比分析不同风向角下屋盖的风揭破坏形态及风损率,揭示了台风作用下大跨度航站楼风揭破坏机理。结果表明,航站楼屋盖迎风边缘极值风压较大,上吸下压作用明显,最大风压系数差值为12.41;达到临界风速时,屋盖迎风边缘局部被风揭起,随着风速增大,引发“连锁效应”,导致屋面连续风揭破坏,屋面撕裂方向与来流方向一致;基于屋面单元失效前后内能变化规律给出能量失效指标K,可用于指导大跨度航站楼屋盖抗风揭设计。 展开更多
关键词 大跨度航站楼 连续风揭形态 台风 破坏机理
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基于风洞试验大跨柔性光伏阵列上下表面脉动风压联合概率分布模型
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作者 张春伟 柯世堂 +3 位作者 余玮 王立山 任贺贺 何正东 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期701-709,共9页
以国电投江苏盐城柔性光伏示范基地五排三跨光伏阵列为研究对象,设计开展上下表面同步刚体测压风洞试验,分析脉动风压三维空间相关性,并基于Copula理论建立光伏阵列上下表面脉动风压边缘分布模型和联合概率分布模型。研究表明:在0°... 以国电投江苏盐城柔性光伏示范基地五排三跨光伏阵列为研究对象,设计开展上下表面同步刚体测压风洞试验,分析脉动风压三维空间相关性,并基于Copula理论建立光伏阵列上下表面脉动风压边缘分布模型和联合概率分布模型。研究表明:在0°和180°最不利风向角下,光伏阵列整体脉动风压最大值均出现在#3排迎风前缘,光伏组件上、下缘整体脉动风压分别由上、下表面脉动风压起控制作用;以核密度函数作为边缘分布模型,Frank Copula和Gumbel Copula函数分别是构建光伏阵列上/下缘“整体-上/下表面”脉动风压联合概率分布模型的最优函数;提出的联合概率分布模型能够准确描述光伏阵列脉动风压二元分布特性,可实现基于光伏组件单一表面脉动风压有效预测整体脉动风压。 展开更多
关键词 光伏系统 风洞 风压 空间相关性 联合概率分布
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基于BEM-GEBT-HBM嵌套的风力机叶片三维时变气动阻尼高效求解方法
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作者 吴鸿鑫 柯世堂 +2 位作者 王同光 任贺贺 田文鑫 《力学学报》 北大核心 2025年第10期2319-2331,共13页
风力机叶片风振过程中,其气动阻尼表现出显著的时间和空间变化特性.然而,由于计算方法的局限性和工程效率的要求,实际工程中常忽略其三维时变性,采用经验值进行简化处理.本文基于改进的叶素动量理论(BEM)与几何精确梁理论(GEBT)的耦合方... 风力机叶片风振过程中,其气动阻尼表现出显著的时间和空间变化特性.然而,由于计算方法的局限性和工程效率的要求,实际工程中常忽略其三维时变性,采用经验值进行简化处理.本文基于改进的叶素动量理论(BEM)与几何精确梁理论(GEBT)的耦合方法,通过勒让德谱有限元构建了风力机叶片的非线性动力学模型,并基于变分原理线性化了叶片的非线性气弹动力学模型.在此基础上,将该模型与谐波平衡法(HBM)嵌套,完成线性系统在各谐波频率上的周期降阶,实现振动问题与流场问题的解耦求解,提出了一种高效求解风力机叶片三维时变气动阻尼的方法.通过气弹风洞实验数据的对比验证,分析了误差来源并验证了方法的准确性和可靠性.进一步地,以IEA15MW叶片为算例,在典型尖速比条件下系统研究了大型柔性叶片在旋转工况下气动阻尼的三维时变特性,并从叶片表面绕流特性出发揭示了其作用机理.算例表明,该方法不仅能够高效捕捉气动阻尼在时空上的演化规律,还能揭示其在展向负功与正功的动态分布、局部绕流涡结构的演化过程,以及吸力面与压力面气动载荷交替作用中的耦合效应.结果表明,所提出的BEM-GEBT-HBM三维时变气动阻尼计算框架在精度和效率上均具有显著优势,为超长柔性叶片的气动弹性设计与安全评估提供了新的有效工具. 展开更多
关键词 风力机叶片 气动阻尼 三维时变性 降阶算法 气弹模态
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台风中/小尺度嵌套下大跨柔性光伏支架结构风振响应与稳定性分析
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作者 何正东 李文杰 +3 位作者 张春伟 张勤 柯世堂 孙圆 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期528-537,共10页
为探究台风作用下大跨柔性光伏支架结构的风振特性和稳定性,基于天气预报模式(WRF)模式开展三维近地面台风高分辨率模拟,采用自定义场函数将中尺度台风作为小尺度计算流体力学(CFD)数值模拟的入口边界条件;再结合某40m跨度柔性光伏支架... 为探究台风作用下大跨柔性光伏支架结构的风振特性和稳定性,基于天气预报模式(WRF)模式开展三维近地面台风高分辨率模拟,采用自定义场函数将中尺度台风作为小尺度计算流体力学(CFD)数值模拟的入口边界条件;再结合某40m跨度柔性光伏支架提出3种结构优化模型,探究台风下阵列风压分布和非线性风振特性,并分析不同优化模型结构失稳全过程,最后建立大跨柔性光伏支架阵列结构失稳判定模型。研究表明,大跨柔性光伏支架阵列最大风压在迎风首排区域,最大风压系数为0.85,最小风压出现在第二排,最小风压系数为0.15;不同结构模型总位移均主要以垂向位移为主,且在迎风面首排边跨局部三角撑杆率先失效,失稳判定模型表明考虑交叉斜杆和横向连杆为大跨度柔性光伏支架阵列的最优模型。 展开更多
关键词 台风 光伏体系 气动稳定性 风振响应 结构优化设计
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改进型波形钢腹板组合箱梁的挠度分析
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作者 罗奎 冀伟 +2 位作者 王秀艳 孔烜 韩振勇 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期450-455,461,共7页
为了精确分析改进型波形钢腹板组合箱梁(ICBGCSW)的挠度,利用有限梁段法对ICBGCSW的挠度进行了研究。首先,考虑波形钢腹板(CSW)的剪切变形和箱梁的剪力滞效应,利用势能驻值原理推导出ICBGCSW的单元刚度矩阵。随后,根据单元刚度矩阵开发... 为了精确分析改进型波形钢腹板组合箱梁(ICBGCSW)的挠度,利用有限梁段法对ICBGCSW的挠度进行了研究。首先,考虑波形钢腹板(CSW)的剪切变形和箱梁的剪力滞效应,利用势能驻值原理推导出ICBGCSW的单元刚度矩阵。随后,根据单元刚度矩阵开发了ICBGCSW的挠度分析程序,并通过室内模型试验梁挠度的有限元结果和实测结果对程序的正确性和适用性进行验证。最后,对ICBGCSW的挠度影响因素进行了研究。结果表明,利用挠度分析程序获取的挠度值与实测值和有限元值吻合较好,误差在2%以内。当高跨比小于0.069时,CSW和钢底板的厚度对挠度的影响较大;当高跨比大于0.069时,CSW和钢底板的厚度对挠度的影响可以忽略不计。本文开发的挠度分析程序使用简单,只需ICBGCSW的截面信息和材料属性即可快速获取挠度值。研究成果可为ICBGCSW的挠度分析提供一种简化分析方法。 展开更多
关键词 组合箱梁 波形钢腹板 单元刚度矩阵 挠度计算 参数分析
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考虑扰流装置的大跨柔性光伏阵列最大风推荷载及降载机理研究
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作者 赵宏博 柯世堂 +3 位作者 李灏 张春伟 王文才 秦岩 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期50-59,共10页
大跨柔性光伏阵列在0°来流风向角下遭受的推力最大,此时极易发生结构强度破坏,现行规范仅规定了柔性光伏支架风荷载的取值准则,缺乏针对风荷载降载措施的系统研究。为进一步提高大跨柔性光伏阵列的抗风性能,创新性地设计并制作了&... 大跨柔性光伏阵列在0°来流风向角下遭受的推力最大,此时极易发生结构强度破坏,现行规范仅规定了柔性光伏支架风荷载的取值准则,缺乏针对风荷载降载措施的系统研究。为进一步提高大跨柔性光伏阵列的抗风性能,创新性地设计并制作了>型、<型、Γ型和L型四种来流扰流装置,开展了考虑/不考虑扰流装置的五种大跨柔性光伏阵列上、下表面同步测压风洞试验,对比分析了不同扰流装置对光伏阵列平均、脉动和极值风荷载及扭矩力的影响,使用主成分分析法评价了四种扰流装置的降载性能,结合CFD(computational fluid dynamics)数值方法探究了扰流装置的降载机理。结果表明:四种扰流装置均显著降低了0°最大推力下光伏阵列的平均风压系数、极值正压系数和扭矩系数,但对光伏阵列的脉动风压系数和极值负压系数影响微弱;四种扰流装置降载性能由强到弱依次为>型、<型、Γ型和L型,相应降载性能评价指标为4.133、4.022、2.388和1.746;来流在扰流装置处分离产生的连续低压区域和涡脱再附产生的局部低压区域分别是首排和后排光伏板大幅降载的主导因素。 展开更多
关键词 大跨柔性光伏阵列 扰流装置 0°来流 风荷载分布 降载机理
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台风浪下海上机场VLFS动态响应与能量转换机理
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作者 李文杰 柯世堂 +2 位作者 陈静 朱庭瑞 任贺贺 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期459-466,617,共9页
超大浮式结构(very large floating structure,简称VLFS)是集空港和海港为一体的大型海上多功能浮式结构,现有研究大多关注规则波下刚性模块柔性连接模型的动力响应,忽略了台风浪极端环境下海上机场自身柔性引起的非线性振动特性。针对... 超大浮式结构(very large floating structure,简称VLFS)是集空港和海港为一体的大型海上多功能浮式结构,现有研究大多关注规则波下刚性模块柔性连接模型的动力响应,忽略了台风浪极端环境下海上机场自身柔性引起的非线性振动特性。针对此问题,提出了一种新型多柔-刚性混合模块建模方法,采用Jonswap谱特征参数对台风“鲇鱼”过境实测海浪谱开展了精细化仿真模拟,分析了台风浪下海上机场VLFS整体和局部非线性动态响应特性,揭示了海上机场与环境荷载之间的能量转换机理。结果表明:海上机场多柔-刚性混合模块模型可以较好地反映此类VLFS结构动力响应特性;海上机场超长柔性及台风浪场不均匀性使其结构呈现显著非线性,位移、转角和水弹性变形分别以沿波向、绕展向和沿垂向为主,极值应力主要分布于撑杆附近;环境荷载能量和结构重力势能在初始阶段主要转换为系泊势能,稳定阶段则主要转换为结构动能和弹性势能。 展开更多
关键词 台风浪 海上机场 超大浮式结构 动态响应 能量转换机理
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地基土-反应堆厂房-核电辅助厂房结构相互作用体系地震响应分析
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作者 王波 陈少林 +1 位作者 高雷 唐晖 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期651-665,共15页
土-结构相互作用分析是核电结构抗震设计的重要环节,考虑到附属厂房可能导致反应堆厂房处于最不利工况状态,对地基土-反应堆厂房-核电辅助厂房结构相互作用体系地震响应进行研究。基于PASSI算法,提出显-隐式单元层计算方法,实现显、隐... 土-结构相互作用分析是核电结构抗震设计的重要环节,考虑到附属厂房可能导致反应堆厂房处于最不利工况状态,对地基土-反应堆厂房-核电辅助厂房结构相互作用体系地震响应进行研究。基于PASSI算法,提出显-隐式单元层计算方法,实现显、隐式交替计算,保持高效性的同时,提高计算稳定性。通过场地分析算例和土-结构相互作用分析算例,与ABAQUS软件计算结果进行对比,验证计算方法的可行性。以某核电站为对象,分析同一基础上相邻厂房对反应堆厂房地震响应的影响。研究结果表明,在基岩场地上,安全厂房通过基础和场地对反应堆厂房的作用较小,对反应堆厂房地震响应的影响较小;地震动输入下,燃料厂房和电器厂房加大了反应堆厂房位移峰值,减小了反应堆厂房加速度反应谱峰值,并使反应堆厂房顶部点加速度反应谱峰值向高频移动;与反应堆厂房共用同一基础的辅助厂房,应与反应堆厂房作为整体进行地震响应分析,至少应将与反应堆厂房相连的辅助厂房作为整体进行分析。 展开更多
关键词 核电站 土-结构相互作用 显-隐式单元法 PASSI 相邻结构
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基于空气间隔技术的灰岩爆破粉矿率优化方法研究
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作者 杨明 张锦华 +3 位作者 赵凯轩 贺五一 王俊青 高晶 《爆破》 北大核心 2025年第3期95-105,共11页
以江西省邓家山骨料矿山为研究对象,系统探讨了空气间隔装药爆破技术对粉矿率的优化机理及工程应用。首先,分析了该矿山的工程地质条件,给出了该矿山岩体特性和节理裂隙分布发育情况,为开展爆破试验研究奠定了基础。其次,引入了空气间... 以江西省邓家山骨料矿山为研究对象,系统探讨了空气间隔装药爆破技术对粉矿率的优化机理及工程应用。首先,分析了该矿山的工程地质条件,给出了该矿山岩体特性和节理裂隙分布发育情况,为开展爆破试验研究奠定了基础。其次,引入了空气间隔装药理论体系,提出了采用空气间隔器的爆破方法,阐述了空气间隔装药通过缓冲爆炸应力波、延长爆生气体作用时间、均衡能量分布的机理,探讨不同结构形式(顶部、中部、底部)对粉矿率的影响规律,并进行了试验研究与数据分析,验证了该方法的可靠性,并成功取得工程应用。第三,基于试验数据,开展了基于空气间隔爆破方法的爆破参数优化,选取炸药单耗和孔间延时为主要参数,提出了爆破参数优化模型。通过与试验结果进行对比,提出了爆破参数优化回归模型(R^(2)=0.8697),可靠性较高,为优化爆破参数设计、提升矿山经济效益提供了科学依据。 展开更多
关键词 矿山工程 爆破粉矿率 空气间隔装药 爆破参数优化 爆破块度优化
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台风-浪-流耦合作用超大浮体水弹性响应分析方法
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作者 柯世堂 朱庭瑞 +3 位作者 李文杰 陈静 任贺贺 员亦雯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1231-1241,共11页
海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方... 海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方法,二次开发实现了台风-浪-流耦合模拟,分析了超强台风“莫兰蒂”途经海上机场超大浮体全过程台风-浪-流时空演变规律;采用中/小尺度流场嵌套技术计算水动力和气动力,代入结构动力学方程进行双向迭代解耦求解;通过算例分析了台风-浪-流耦合作用下浮体结构水弹性响应及影响机制。研究表明:本文提出的方法能够有效地预测此类极端环境下超大浮体结构水弹性响应。 展开更多
关键词 台风 台风-浪-流耦合 中/小尺度模拟 海上机场 超大浮体 水弹性 分析方法 流固耦合
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热带海洋环境下钢筋混凝土构件承载力退化研究 被引量:1
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作者 朱海威 余红发 +4 位作者 麻海燕 达波 范志宏 杨海成 杨礼明 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第4期512-524,共13页
为研究热带海洋严酷环境下钢筋混凝土结构的承载力退化规律,通过对南海现场暴露3.5a后的C50、C80钢筋混凝土梁柱构件进行混凝土回弹值与超声波、钢筋锈蚀率与拉伸、梁受弯与柱大偏心受压测试,系统分析混凝土抗压强度、钢筋失重率、梁受... 为研究热带海洋严酷环境下钢筋混凝土结构的承载力退化规律,通过对南海现场暴露3.5a后的C50、C80钢筋混凝土梁柱构件进行混凝土回弹值与超声波、钢筋锈蚀率与拉伸、梁受弯与柱大偏心受压测试,系统分析混凝土抗压强度、钢筋失重率、梁受弯承载力与柱大偏心受压承载力等物理力学性能的变化特征,并与既有承载力退化模型进行验证.结果表明:经现场暴露试验后,C50、C80构件的混凝土抗压强度与相对动弹性模量下降,且C50构件中混凝土损伤较C80构件的严重;C50构件已发生钢筋锈蚀,而C80构件中钢筋仍处于钝化状态;C50、C80梁在受弯条件下的抗裂性能与极限受弯承载力下降,且C50梁较C80梁下降明显;C50、C80柱在大偏心受压条件下的抗裂性能与极限受压承载力小幅下降. 展开更多
关键词 热带海洋环境 现场暴露 钢筋混凝土构件 混凝土劣化 钢筋锈蚀 承载力退化
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大型海上风机导管架基础大直径钢管桩承载力与疲劳性能分析 被引量:5
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作者 郑荣坤 范永春 +3 位作者 徐璐 刘东华 庄杰敏 柯世堂 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期36-43,共8页
导管架基础钢管桩是支撑上部风机、承受风浪流荷载的关键结构。以某深水区海上风电场大兆瓦风机为例,对不同桩径的导管架基础模型进行动力特性分析,提炼出了频率随桩径变化的发展规律;同时,结合SACS软件分别对主体结构、主体与桩连接段... 导管架基础钢管桩是支撑上部风机、承受风浪流荷载的关键结构。以某深水区海上风电场大兆瓦风机为例,对不同桩径的导管架基础模型进行动力特性分析,提炼出了频率随桩径变化的发展规律;同时,结合SACS软件分别对主体结构、主体与桩连接段的受力性能进行敏感性分析,综合对比不同桩径导管架基础对嵌岩的影响程度;在此基础上,对桩顶连接段的过渡段开展疲劳性能研究,分别获取不同桩径下过渡段的应力集中系数,系统地评估不同桩径的导管架基础对疲劳损伤的影响;最终,形成一种适用于浅覆盖海域、大兆瓦海上风机的新型大直径避免嵌岩的导管架桩基础。研究结果表明:结构受力对桩径变化的敏感性由强至弱分别为:灌浆连接段强度>桩顶过渡段强度>导管架基础强度>桩顶过渡段疲劳性能>桩长>频率;在满足规范要求的前提下,该场址地区增大1.5 m桩径可减小桩长4 m,大幅降低了桩端打入岩层的概率。 展开更多
关键词 海上风机 导管架基础 避免嵌岩 承载力 疲劳损伤 灌浆连接段
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地下水位对核电结构地震反应的影响分析
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作者 吴绍恒 陈少林 +1 位作者 刘鸿泉 孙晓颖 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期556-564,共9页
核电结构大多沿海或沿江、河而建,在地下水位以下,土体孔隙中的流体对土层的地震响应有较大影响,进而影响核电结构的响应。本文采用饱和多孔介质模型,考虑土-结相互作用效应,分析地下水位对核电结构地震反应的影响。通过传递矩阵方法,... 核电结构大多沿海或沿江、河而建,在地下水位以下,土体孔隙中的流体对土层的地震响应有较大影响,进而影响核电结构的响应。本文采用饱和多孔介质模型,考虑土-结相互作用效应,分析地下水位对核电结构地震反应的影响。通过传递矩阵方法,得到干土-饱和土水平成层场地的自由场,并结合透射人工边界,实现土-结相互作用分析的波动输入;采用土-结相互作用的分区并行计算方法,实现饱和土和结构相互作用分析。其中,含地下水位的场地土体采用广义饱和多孔介质模型描述,通过自编FORTRAN程序用集中质量显式有限元结合透射人工边界进行模拟,结构通过ANSYS中的隐式有限元进行分析。以某一核电结构为例,分析了0,−10,−20,−30,−40 m不同地下水位的五种场地上,土-基础-核电结构体系的动力响应。结果表明,地下水位对基础和结构的位移影响不大,对加速度的影响较大。 展开更多
关键词 土-结相互作用 核电结构 地下水位 饱和多孔介质 集中质量显式有限元 人工边界
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台风环境下考虑海洋运动的台湾海峡风能波浪能联合相关性分析
16
作者 丁思尹 柯世堂 +3 位作者 张春伟 陈明珠 员亦雯 任贺贺 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期617-626,共10页
针对中国东南沿海丰富的风能与波浪能资源长期遭受台风侵害的问题,考虑海洋环境中风、波浪与海流的耦合性,提出合理分析台风环境下风能与波浪能相互作用的方法尤为重要。基于模型耦合器(MCT)二次开发,提出台风过境全过程考虑海洋运动的... 针对中国东南沿海丰富的风能与波浪能资源长期遭受台风侵害的问题,考虑海洋环境中风、波浪与海流的耦合性,提出合理分析台风环境下风能与波浪能相互作用的方法尤为重要。基于模型耦合器(MCT)二次开发,提出台风过境全过程考虑海洋运动的台风-浪-流(WRF-SWAN-FVCOM)模拟方法,再现了台风“莫兰蒂”过境全过程台风-浪-流实时耦合模拟,对比分析台风和台风-海洋运动耦合时台湾海峡台风过境风能、波浪能时空分布规律、差异性与变异性,揭示台风环境中海洋运动作用对台湾海峡风能波浪能联合相关性的影响规律。结果表明:考虑海洋运动最大稳定风速模拟结果准确率提高11.5%;考虑海洋运动风浪能更加稳定,风功率密度提高34.19%,波功率密度提高42.27%;考虑海洋运动提高了台湾海峡区域风浪联合相关性,受台风影响前应充分进行风浪联合发电,受台风影响后应充分发挥波浪能稳定性。 展开更多
关键词 风能 波浪能 相关性 台风 海洋运动
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聚脲加固配筋砌体墙抗燃气爆炸动态响应的数值模拟分析
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作者 柳锦春 王钰颖 孙妮 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期82-95,共14页
为研究燃气爆炸作用下配筋砌体墙的抗爆能力及聚脲对墙体的加固性能,采用LS-DYNA软件,对无配筋砌体墙、配筋砌体墙、聚脲加固无筋砌体墙、聚脲加固配筋砌体墙的抗燃气爆炸性能进行数值模拟,得到了不同墙体在峰值为5、10、20、30 kPa的... 为研究燃气爆炸作用下配筋砌体墙的抗爆能力及聚脲对墙体的加固性能,采用LS-DYNA软件,对无配筋砌体墙、配筋砌体墙、聚脲加固无筋砌体墙、聚脲加固配筋砌体墙的抗燃气爆炸性能进行数值模拟,得到了不同墙体在峰值为5、10、20、30 kPa的燃气爆炸荷载作用下的动态响应,并对灰缝竖向配筋增强效果和聚脲加固效果进行了对比分析。结果表明:(1)无筋墙体抗燃气爆炸能力较弱,一般在20 kPa荷载作用下发生不可修复破坏,在30 kPa荷载作用下发生倒塌破坏;(2)在砌体墙灰缝中,竖向配置钢筋和在墙体表面喷涂聚脲均可增强砌体墙的抗爆能力。在20 kPa荷载作用下,各加固墙体跨中峰值位移均较无筋墙体的减小,破坏均较轻,均可修复,其中双面喷涂聚脲加固无筋墙体的抗爆效果最好,其在30 kPa荷载作用下也未发生倒塌破坏,配筋加强和背爆面喷涂聚脲加固的次之;(3)三组聚脲加固配筋墙体均可承受30 kPa燃气爆炸荷载的作用,迎爆面喷涂加固的墙体中间发生开裂,有碎块飞溅,跨中峰值位移最大,背爆面以及双面喷涂加固的墙体两端出现局部破坏,两者墙体基本完整,且双面喷涂的墙体跨中峰值位移最小,说明在灰缝竖向配筋的基础上再双面喷涂聚脲,抗爆加固效果最优,还可以承受更大的燃气爆炸荷载。 展开更多
关键词 聚脲 配筋砌体墙 燃气爆炸 LS-DYNA
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风、浪、流多场耦合作用波浪传播演化机理对比分析 被引量:4
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作者 柯世堂 王硕 +2 位作者 张伟 王岩 王同光 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1312-1320,共9页
风、波浪与海流在海洋环境中具有强烈的耦合性,准确描述波浪在耦合场中的传播规律尤为重要。为揭示风、流与浪耦合工况的实时演化机理,本文采用Fluent构建数值波浪水池,改进了风-浪耦合边界自由液面处风与水质点速度方向的一致性;在此... 风、波浪与海流在海洋环境中具有强烈的耦合性,准确描述波浪在耦合场中的传播规律尤为重要。为揭示风、流与浪耦合工况的实时演化机理,本文采用Fluent构建数值波浪水池,改进了风-浪耦合边界自由液面处风与水质点速度方向的一致性;在此基础上,研究了各工况波浪传播的时空演化规律并分析了水质点速度分布特性,最终提炼出风、浪、流多场耦合机理。结果表明:提出的改进边界风-浪耦合造波技术具有良好的稳定性和有效性;风-浪耦合后波谷下沉导致二阶Stokes波不再保持“谷坦”特征,浪-流耦合导致波高显著减小、波长变长,并伴随出现波群现象;各工况水质点在水平和竖向速度的相位分布呈现花束状,同时在T0、T4相位分别达到正向、负向加速度极值。 展开更多
关键词 数值波浪水池 耦合作用 波浪演化规律 水质点速度分布 自由液面 STOKES波 加速度极值 涡系结构
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台风-浪-流耦合作用下海上风力机基础结构水动力特性分析 被引量:7
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作者 王硕 柯世堂 +3 位作者 赵永发 员亦雯 张伟 杨杰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期218-228,共11页
为揭示台风-浪-流耦合作用下风力机基础结构的水动力特性,以广东外罗10 MW级海上风力机为研究对象,基于模式耦合器(MCT)建立中尺度台风-浪-流(W-S-F)实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变... 为揭示台风-浪-流耦合作用下风力机基础结构的水动力特性,以广东外罗10 MW级海上风力机为研究对象,基于模式耦合器(MCT)建立中尺度台风-浪-流(W-S-F)实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变特性;再结合中/小尺度嵌套方法分析风力机单桩基础水动力荷载分布特性;提出不同波浪相位下基础柱极值荷载模型。结果表明:建立的W-S-F平台对台风路径的模拟精度较单WRF模式提高42.51%;台风-浪-流耦合作用下基础柱水平波浪力正峰值增大约20%,负峰值减小约18%,并沿水深方向呈指数型变化规律,周向沿180°波向角呈对称分布;T4相位为风力机基础强度设计的最不利相位,基底剪力最大达7.68×10^(6)量级,基底弯矩最大达5.2×10^(8)量级。 展开更多
关键词 台风-浪-流耦合 海上风力机 中/小尺度 水动力荷载特性
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环渤海湾海洋混凝土结构的长寿命研究与分析 被引量:10
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作者 麻海燕 宋姗姗 +2 位作者 余红发 孙悦锋 徐彧 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期897-905,共9页
以环渤海湾海洋工程混凝土结构耐久性作为研究对象,根据多年来积累的实验室、海洋暴露站和工程实测数据,采用ChaDuraLife V1.0混凝土结构寿命预测模型与计算机软件,分析不同矿物掺合料掺量、水胶比对海洋混凝土结构服役寿命的影响规律.... 以环渤海湾海洋工程混凝土结构耐久性作为研究对象,根据多年来积累的实验室、海洋暴露站和工程实测数据,采用ChaDuraLife V1.0混凝土结构寿命预测模型与计算机软件,分析不同矿物掺合料掺量、水胶比对海洋混凝土结构服役寿命的影响规律.结果表明:降低水胶比,提高粉煤灰掺量和磨细矿渣掺量都能有效延长海洋混凝土结构的预期服役寿命.以环渤海湾海洋浪溅区混凝土结构为例,最长服役寿命所对应的海洋混凝土配合比最优参数是:粉煤灰和磨细矿渣掺量分别为20%、40%,水胶比为0.30,混凝土结构满足100、200、500 a寿命所需最小保护层厚度分别为60、75、120 mm. 展开更多
关键词 海洋混凝土结构 耐久性设计 保护层厚度 矿物掺合料 水胶比
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