基于水平轴海流能发电系统的海流流速神经网络软测量

为了解决海流能发电系统中,有效海流流速难以测量的问题,提出将水平轴海流能发电系统当成一个大型流速仪,用于海流流速的软测量研究。分析了水平轴海流能发电系统的工作原理和运行过程,建立了基于BP人工神经网络的软测量数学模型。将叶轮机转速,发电机输出功率和占空比信号作为输入变量,将海流流速作为输出变量。仿真结果表明,所建立的BP神经网络是海流流速软测量的有效方法,能较好地跟踪有效海流流速的变化趋势,并具有较高的估计精度。     

海流能发电系统转换效率测试技术研究

对海流能发电系统转换效率的测试技术开展研究,着重探计海流能发电系统转换效率的测试方法和技术手段.     

海流发电的新方法

本文主要介绍近几年国外海流发电的新方式,论述了如何充分利用海流运动能量、能量开发的经济性和技术上的可能性问题。     

海流能：本世纪以来开始商业化运作

海流能是指蕴涵于海水流动中的能量,具有能量密度大、出力稳定等特点。据估计,世界各大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右,是海洋能中蕴藏量最大的一种。目前,世界上从事海流能开发的国家主要有美国、英国、加拿大、日本、意大利和中国等,其中英国的海流能发电已进入商业化运作阶段。     

海水浓差发电

当今世界,科学技术日新月异,而能源消耗也与日俱增。因此,能源的开发和利用已成为世界范围的重大课题。 在海洋能源的开发研究方面,近年来有了较大进展。主要有三类:一是海底矿藏的开发,如石油;二是利用海水的显能,如波浪、潮汐和海流发电等;三是利用海水的潜能,如海水温差发电和浓(度)差发电等。 实验证明,标准海水对淡水的渗透压是24.8个大气压。所谓海水浓差发电就是利用咸淡水之间的这个渗透压使水轮机旋转而发电。目前,浓差发电     

新型海流能发电控制系统设计

新型海流能发电装置控制系统是基于MPPT理论,增加了最大功率捕获控制及直流电路稳压控制,通过数学模型模拟海流速度及发电机电磁力矩,并在Matlab/Simulink环境下进行系统的搭建和仿真研究。其结果表明在实际输出功率对最大功率的比值基本相同,该系统实现对最大功率捕获,并在直流母线后端电压基本稳定,验证控制系统设计的有效性。通过搭建试验平台,对该发电系统进行试验研究。记录数据拟合曲线与理论公式曲线一致,且实现电压也在合理的波动范围,试验结果证明该控制系统正确,可进一步示范应用。     

南海环流的三维数值模拟

本文采用Backhaus的三维海流模式,运用半隐式及C-网格方法求解基本方程,对南海各季的平均海流流场进行了数值模拟。将模拟结果与已有的研究结果进行比较,其主要流系基本上是相符的,夏季表层基本上为一反气旋型环流;冬季则转变成气旋型;在冬季,从50m层起开始显露出“南海暖流”的存在。这些表明南海海流的某些主要特征基本上已经被此模型成功地再现出来,同时此模型又给出了垂直方向各层的海流情况,在目前尚缺乏深层实测海流资料的情况下,上述深层海流的模拟结果有一定参考意义。     

用合成孔径雷达图像反演浅海水下地形的一种方法

海流与海底地形的相互作用导致了海表面的粗糙起伏,从而引起对海面观测的雷达散射截面的变化。在浅海海流速度垂直分布廓线为均匀的假定下,由流体连续性方程和驰豫时间近似下流体力学弱相互作用的理论,已证明雷达散射截面的空间变化正比于海流方向上海流速度变化的梯度。研究了合成孔径雷达(SAR)对海面的观测图像在无槽道信息和海流方向预知条件下,提出用散射系数的二维相关函数确定海流方向。在海流速度和方向已知条件下,推导了由雷达散射截面的空间变化迭推反演浅海水下地形的公式,并研究了航天飞机SIR-CSAR在我香港特区海域的二维图像反演浅海水下地形的应用。     

日本欲查黑潮底细

日本海上保安厅为了弄清黑潮和太平洋的海流变动规律,利用漂流浮标搭载的卫星“阿尔戈”系统,调查海流动态。利用漂流浮标可实时追逐海流的流路。还能发挥测量船难以测量的海域和季节性的海流。1979年开始观测以来,逐渐一点一点弄清了以前未知的海流状况。对这弄清地球环境所涉及到的海洋结构,预测发生海难事故时漂流方向非常有益。球状浮标的直径约34厘米,在海平面以下有一个长约7米     

高频地波雷达海流验证研究述评

本文对高频地波雷达发展与应用过程中海流的对比验证研究进行了回顾与总结。不同的验证研究采用的对比设备与验证方法有所不同,但都通过海上同步观测对雷达反演的海流进行对比,经统计分析评估二者之间海流观测的差异。这些研究表明,地波雷达反演的海流流速和对比观测的均方差水平在10—20cm·s-1之间,主要来源是对比所用仪器与雷达观测目标之间的差异,仪器和雷达海流的测量误差。     

海流计的发展现状及其应用

为解决海流计在实际应用中存在的部分专业术语不规范、译名不统一和归类有差异等问题,促进海洋观测仪器的发展和应用,文章参照相关标准规范、权威专著和专业文献等资料,根据海流计的工作原理和使用性质,结合业界实践经验,系统梳理各类型海流计的命名、分类、适用范围、特点和发展方向等内容。研究结果表明：海流计可定义为“一种用于测量海水流速和流向的仪器”,根据工作原理主要分为机械式海流计、电磁海流计、声学海流计和其他海流计4个大类,不同类型的海流计各具特性;其中,机械式海流计主要包括厄克曼海流计、印刷海流计、照相型海流计、磁录式海流计、遥测海流计和直读式海流计,电磁海流计主要包括地磁场电磁海流计和人造磁场电磁海流计,声学海流计主要包括声学多普勒流速剖面仪、声学多普勒海流单点测量仪、声学多普勒流速仪和时差式声学海流计,其他海流计主要包括激光多普勒测速仪、电阻式海流计、应变片海流计、倾斜式海流计、粒子图像测速仪和海洋湍流剖面仪。     

投弃式海流剖面测量仪测量原理研究

根据投弃式海流剖面测量仪的测量原理建立了二维海流运动感生电场离散和连续模型,通过模型推导得到了海流与感生电场间的关系公式。通过对海流感生电磁场的分析,对海流测量的基本方法进行了研究,通过感生电磁场的量级的计算,确定了投弃式海流剖面测量仪研究的主要方向和关键技术。     

一种新型鲸鱼式潮流能发电装置的设计与试验研究

为了进一步提高潮流能的利用率,提出了一种新型鲸鱼式潮流能发电装置。借鉴风机叶片设计方法及水平轴水轮机的设计原理,利用结构力学、流体力学和CFD相关方法,对该装置的螺旋桨叶、导流筒和固定桩等部件进行了设计研究,从获能效果、装置可靠性和发电功率等方面进行了优化设计,并通过900 W样机试验验证了设计的有效性。试验结果显示,海流高潮期装置最大发电功率可达到980 W,一天内大约有4个缓潮期,此间发电功率明显下降,但持续时间不长,总体平均发电功率在800 W上下;同时潮流能轮机启动流速在0.41 m/s左右,有着良好的低速启动性能。     

海流和风暴潮数值模拟研究喜获成果

掌握海流和风暴潮的规律,对于海洋开发、港工建设、航运、军事和防御海洋气象灾害,都具有重大的经济和社会效益.由上海计算技术研究所副研究员徐学荣研究的“海流和风暴潮数值模拟研究及软件”课题(海流部分工作曾和中科院大气所副研究员季仲贞协作),历时五年多,现巳在沪通过技术鉴定。这项成果的主要贡献是:采用数值模拟方法,通过典型实例,成功地模拟了南海海流和风暴潮,科学计算出诸因素与机制是如何互相影响而发生作用的,从而揭示出海流和风暴潮的若干运动规律。     

海流和风暴潮数值模拟研究喜获成果

掌握海流和风暴潮的规律,对于海洋开发、港工建设、航运、军事和防御海洋气象灾害,都具有重大的经济和社会效益。由上海计算技术研究所副研究员徐学荣研究的“海流和风暴潮数值模拟研究及其软件”课题（海流部分工作曾和中科院大气所副研究员季伸贞协作）,历时五年多,现已在沪通过技术鉴定。 这项成果的主要贡献是: 采用数值模拟方法,通过典型实例,成功地模拟了南海海流和风暴潮,科学计算出诸因素与机制是如何互相影响而发生作用的,从而揭示出海流和风暴潮的若干运动规律。 取得的重要成果有:     

东海黑潮区域水位的低频变化

在世界大洋的海流观测中,黑潮是取得资料最多的区域之一。但是,一旦涉及其时间变化时,仍感资料缺乏。为补充水文观测资料的不足,不少科学工作者对海流附近沿岸水位资料进行了分析、利用。通过研究,初步确认海流的变化与沿岸水位的变化密切相关。这就为研究海流变异提供了方便的途径。     

东海群岛西南海域单站潮流及温盐特征分析

利用东沙群岛西南海域定点站３个航次观测的海流,水温资料及同期的温,盐度断面资料,用谱分析方法对该站海流,水温时间序列进行分析。结果表明,该站海流和水温的时间变化都具有明显的全日周期和半日周期波动的特征,潮流为不规则全日潮,主轴顺时针方向旋转,和总流动类似,斜压运动也主要是顺时针方向旋转的。     

动水槽检定海流仪的探讨

本文介绍了一个小型循环水洞(简称动水槽)的结构,用激光流速仪测得的流场特性和厄克曼海流计对流场流速分布的影响,提出了用动水糟检定海流仪的几点意见。     

海流观测与资料整理过程中主要误差引进

在测流过程中和资料整理时会有各种各样误差引进。但是,其中有三种误差是主要的: 1.船体的影响。铁船体本身具有磁性。它能改变海流计中磁罗经的方向,船体对表层海流流速也有影响,一般来说铁船体可使流向差的方均根值达30°～49°,流速差的方均根值达4～10厘米/秒。 2.余流是低频的流动,具有3、5、10,15天,甚至更高的变化周期。在一个定点站只观测25小时的海流资料,是得不出准确的余流值,要尽可能延长观测资料的时间序列长度。 3.用观测24小时的海流资料序列来分析余流要比用25小时海流资料序列分析余流误差大,引起最大误差可达±4%。     

单站浮标测流资料的谱分析

海流谱分析是近十年来引进的新方法,它从海水运动的内部结构——谐波组成来阐眀海流速度的时空变化特性,因而这种方法在分析流场的运动学和动力学特性以及流场之间的相互关系等方面颇有成效。在国外,海流谱分析方法已经广泛应用于研究风生流,内波,惯性运动,中尺度涡以及沿岸上升流等方面。随着浮标测流技术在我国的普遍推广,适用于长期连续测流资料的谱分析方法将得到日益广泛的应用。 海流是一矢量,相对标量而言,矢量谱的计算要比标量谱复杂一些。另外,由于科氏力的影响,海洋中的流动现象大都具有旋转性质。因此,在对海流时间系列作谱分析时，为了阐明海流运动的旋转性质,引人与海流的旋转特性相联系的旋转谱(rotary spectrum),要比单纯采用两个正交方向上的谱,如东分量谱和北分量谱更为恰当。利用旋转谱,一方面可以消除定位方向不准所产生的误差;另一方面,常常可以使海流的谱结构显得更加简洁,从而简化海流的动力学分析手续。 二维矢量的旋转谱分析方法在海流资料分析中的应用,较早可见于Perkins和 Gonella的论文。尔后, Moores系统地阐明了二维矢量谱的分析方法。 Calman把这一方法推广到三维情况,并把旋转谱推广到经验本征谱( Empirical eigenmode spectra);此外,他还阐明了谱分析方法在海流动力学分析中的若干应用。 一九七九年四月下旬,我们用测流浮标在青岛近海取得了持续四天的流速时间系列(采样间隔为十分钟或十五分钟)本文即试图采用二维矢量的旋转谱分析方法来处理这些观测数据,并由此得到该区海流的某些运动学特征。