Study on TMD Control on Stability Improvement of Barge-Supported Floating Offshore Wind Turbine Based on the Multi-Island Genetic Algorithm

A floating offshore wind turbine (FOWT) has a great potential in producing renewable energy as offshore wind resource is rich in deep sea area (water deeper than 60 m) where fixed foundations are cost-effective or deployable. However, compared with a fixed-bottom installation, FOWT has to suffer more extreme loads due to its extra degrees of freedom. Therefore, the stability of an FOWT is a key challenge in exploiting offshore deep-water wind. Focusing on the stability of barge-type FOWT, this paper is to investigate the effect of passive structural control by equipping a tuned mass damper (TMD) on the nacelle. The turbulent wind with sharp fluctuations is established both in velocity and inflow direction based on standard Kaimal turbulence spectrum as suggested in the standard IEC61400-2. The irregular wave is generated according to the Pierson-Moskowitz spectrum. The dynamic structural characteristics of FOWT are calculated based on the fully coupled aero-hydro-servo-elastic solver FAST. Evidence has shown that the proposed method of the nacelle-based TMD is effective in controlling stability of an FOWT, as the sway and roll motions of barge and the side-side displacement of tower top decreased significantly. With the increase of mass, the side-side displacement of tower-top and the amplitude of roll motion of barge reveal a trend of increasing first and then decreasing. The stiffness and damping have little effect. Furthermore, the multi-island genetic optimization algorithm (MIGA) is employed to find globally optimum structural parameters (mass, stiffness and damping) of the TMD. The optimum structure parameters of TMD are achieved when the mass is 21393 kg, damping is 13635 N/(m/s) and stiffness is 6828 N/m. By adopting the optimized TMD, stability of roll motion of barge and side-side displacement of tower-top increase up to 53% and 50% respectively when compared with the normal TMD. The simulation results verify the validity and reliability of the proposed TMD control and the optimization methods.     

夹? 22 mm钢筋体复合锚杆原位锚固特性分析

加钢筋体复合锚杆在土遗址载体锚固得到了较为成功的应用,但研究该类型锚杆机制刚刚起步。选择交河故城开展了夹? 22 mm钢筋复合体锚杆现场锚固测试,包括锚固性能测试和锚杆各界面层应变监测。锚固性能试验表明,3 m长复合锚杆极限锚固力可达190 kN,而且杆体表现出较强塑性变形。锚杆各界面层应变监测结果表明,钢筋-复合材料界面层轴向应变远大于其他界面层,锚固失效在该层;由于杆体的非均直性,楠竹-复合材料界面表现出轴向应变的非规律性,局部出现受压状态;楠竹-浆体界面剪应变与荷载变化一致,在较高荷载下出现剪应变向锚固末端的传递特征;鉴于杆体的多圈层构造,受力过程中出现明显的横向传递和剪胀特征。其研究成果可为复合锚杆的优化与工艺完善奠定基础。     

塔中地区礁滩储集体形成条件及分布规律

奥陶纪时期，塔中地区发育生物礁、丘和滩等不同类型的碳酸盐岩建隆生物礁丘发育层位主要集中在上奥陶统．塔中地区的礁滩相包括灰泥丘、中物礁、粒屑滩和地质异常体等4种类型，沉积古地理、构造作用、陆源碎屑物注入和海平面变化是控制生物礁发育的主要因素．塔中地区生物礁的分布环境主要有2个相带：一是台地内，尤其是半局限台地与开阔台地的转折处或台内缓坡上，如塘参1井、塔中23井上奥陶统的生物礁：另一个是台地边缘，如塔中45井-塔中44井-塔中24井-带为台缘外带，以发育中高能粒屑滩和骨架礁组合为特色，而大致在塔中35井-塔中12井-塔中15井-塔中161井-带为台缘内带，发育中低能粒屑滩、灰泥丘及障积礁组合．     

鄂尔多斯盆地富县地区上三叠统延长组砂质碎屑流沉积特征及其油气勘探意义

通过岩芯观测、地震解释和测井分析,结合薄片观察、粒度分析以及各种资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地南部富县地区上三叠统延长组沉积相类型及特征进行深入研究,提出长9-长6油层组存在砂质碎屑流沉积。结合盆地沉积背景及其演化规律,探讨了砂质碎屑流沉积的成因机制, 详细论述了砂质碎屑流沉积的沉积特征,建立了砂质碎屑流的沉积模式。研究表明砂质碎屑流砂体主要由块状粉细砂岩和含泥砾粉细砂岩两种成因相构成,其成因是三角洲前缘砂体在外界触发力作用下,滑动崩塌而形成。分析了砂质碎屑流沉积与油气的分布关系,实践表明砂质碎屑流沉积体是下生上储或下储上生的油藏类型,属于典型的岩性油气藏,构成了该区深水区域的良好岩性圈闭储集体。     

航行船舶真风误差源分析

真风对海上航行的船舶有重要的气象导航意义,若真风测算不准确,会给导航员造成误判,影响船舶安全航行,但在船舶等运动平台上真风无法直接测量,只能依靠矢量模型计算间接获取。根据真风解算模型和误差传播规律,推导了船舶真风误差模型。在矢量模型中,航行船舶真风误差主要来自于船风和相对风的计量误差,船风的计量误差主要是由于航速航向的选取问题导致的误差,相对风的测量误差主要包括传感器自身精度、安装误差、平台姿态影响和系统性干扰误差等几个方面。以船舶转向过程为例,分析了航行风与相对风的变化规律,结合船体运动姿态,加入运动补偿修正量,建立了船舶转向式真风补偿模型。     

陕西2005-03-10强寒潮天气过程分析

对2005年3月10-12日发生的寒潮天气过程，从高空环流特征、中低层锋区、地面冷空气的移动路径及地面气象要素的变化等进行分析，并对T213和欧洲中心（EC）提供数值预报产品格点资料进行了分析。结果表明：这次过程是高空500hPa阻塞高压崩溃，贝湖横槽转竖导致冷空气爆发而形成的，本地压、温、湿气象要素过程前反映特征明显。数值预报产品对这次过程提早作了准确预报。     

塔中地区西部奥陶系岩溶发育特征及其与关键不整合面的关系

近年来,在研究区内新钻探了4口新井,塔中地区首次在构造带末端的奥陶系中获得了较好的油气显示,展示了该区良好的油气勘探前景。碳酸盐岩储层以缝洞为主要储集空间,因此,深入分析溶蚀孔洞发育特征,探索其分布规律,对于有利储集区带的预测至关重要。本次研究中首次利用FMI成像测井资料对该区溶蚀孔洞发育情况进行了精细的识别,从而有效的确定了溶蚀孔洞的发育形态、大小、疏密程度及其纵向发育规律。明确了该区溶蚀孔洞主要发育在下奥陶统鹰山组中,且具有在鹰山组顶部岩溶带发育稳定,在鹰山组内部埋藏岩溶带发育弥散的特点。在此基础上,初步探讨了奥陶系两个关键不整合面(T70和T74)对岩溶发育的不同影响,探索碳酸盐岩岩溶型储层研究的新思路。     

一次锋面与地面辐合线相互作用的对流天气落区预报及分析

结合卫星云图、Micaps资料、数值预报以及多普勒雷达回波等资料综合分析,阐述了贵州省2006年4月4日夜间冷空气过境时雷达回波速度场特征以及锋面与地面辐合线的相互作用引发的黔南和黔东南自治州发生的雷雨冰雹天气过程,初步得出在弱水汽条件下辐合线附近发生对流天气的落区预报方法,为今后进行此类形势下的临近预报提供了分析依据和方法。     

σ-τ平面上莫尔理论的修正

在莫尔理论中如何引进中间主应力σ2的影响一直是长期困扰力学界的一个问题,由此产生了在σ-τ平面上难以界定某些状态下应力圆的破损界线。以静水应力σm对结合力和滑移的影响观点,将二参数的莫尔定理修正为三参数形式后,分析了它在σ-τ平面上的应用,为引进中间主应力σ2的影响提供了新途径。     

对流层低层两类偏东风气流上物理量分布特征

利用T 213资料,选取2003-08-29和2005-08-15两个暴雨个例,就对流层低层两类偏东风气流上的物理量分布特征进行对比分析。回流形势下,对流层低层偏东风附近比湿、温度和能量均偏低,具有干冷特征,偏东风气流上物理量分布锋区明显,冷平流强;台风低压北侧偏东风附近温度高、湿度大,相应也是高能区,比湿、温度和能量呈均值分布,具有湿热特征。回流形势下偏东风附近的对流层低层层结稳定,台风低压北侧东风气流附近层结对流不稳定。对流层低层偏东风气流末端u分量等风速线密集,风速辐合明显。回流形势下偏东风对水汽有拦截作用,有利于能量锋区的形成和其左侧能量的聚集,台风低压北侧偏风是水汽输送的通道,对水汽的输送和能量的聚集均有重要作用。