Spar风电平台涡激运动特性研究

本文研究了无侧板单立柱Spar风电平台在不同约化速度(U_r)下的涡激运动特征。基于计算流体动力学进行数值模拟,采用剪应力运输(Shear Stress Transport, SST)k-ω湍流模型模拟漩涡脱落,通过自编动力积分程序和重叠网格实现涡激运动的实时流固耦合,对U_r为2～14时的平台涡激运动响应进行计算,分析涡激运动模式随U_r演变的规律,定性分析物理模型试验不满足雷诺数(Re)相似对涡激运动结果的影响。结果显示：平台分别在U_r=3.5～4.5和U_r=5～10时发生了纵荡和横荡锁频;物理模型试验不满足Re相似,高估了平台所受的黏性力。通过数值计算得出的平台涡激运动特性可为Spar风电平台相关设计分析与试验提供参考。     

基于不同摩擦系数水平的滑移隔震体系的相对输入能量与绝对输入能量的差异性分析

定义了能量变化率指标,以简谐激励作用下的滑移隔震结构为例,探讨了摩擦系数对滑移隔震结构能量变化率指标的影响,通过对这些能量指标的研究,分析了系统的相对输入能量和绝对输入能量的差异性随摩擦系数的变化规律,为后续研究提供理论依据。     

基于GPS的青藏块体东北缘近期地壳水平运动与变形研究

以"中国地壳运动观测网络"工程1999-2001年GPS观测数据以及"大陆强震机理与预测"国家基础研究项目青藏块体东北缘GPS网1999,2001,2003年的观测资料为基础,应用GAM IT/GLOBK软件对数据进行精密解算,获得了青藏块体东北缘1999-2001年相对于鼎新基准站以及欧亚板块的水平运动速度场。结合板块构造以及大地动力学理论,对青藏块体进行了块体的划分,分析了块体间的相互作用,并进一步分析了该地区的地壳水平运动特征,得出了以下结论:(1)GPS技术用于地壳运动的监测是可行的;(2)1999-2001年期间,祁连-海原断裂带GPS运动位移与地质结果十分吻合;(3)印度板块与欧亚板块的碰撞以碰撞后印度大陆继续以50 mm/a的速度向北推进是青藏块体东北缘的运动动力;(4)甘青块体西部子块体以北东向挤压运动为主;东部子块体主要表现为以海原断裂带为北边界的顺时针旋转为主;(5)鄂尔多斯块体存在逆时针旋转运动,其旋转速度在块体西南侧的六盘山断裂带一带最大,向北至块体西北部明显减小。     

基于FLOW-3D的泥石流龙头运动过程模拟研究

由于2020年10月3日四川省阿坝州理县米亚罗镇突发暴雨,二经里沟暴发了泥石流,损坏沟口的高速公路,并堵塞河道。为了探索泥石流龙头运动特征,选取二经里沟为研究对象,通过调查分析得到泥石流物源分布及规模、沟道形态等特征,采用FLOW-3D数值模拟方法对该泥石流的运动特征进行分析。依据泥石流运动过程的不同特征,将全过程划分为物源汇集、运动特征突变、持续发展、泥沙堆积4个阶段,经验证模拟精度达88.98%。结合泥石流流动速度和堆积深度计算其强度指数,将其划分为4个等级并绘制强度分布图,其中极高强度区占2.4%,高强度区占5.1%,中强度区占13.6%,低强度区占78.9%。并通过三维建模在沟道拟设拦挡坝,模拟分析其对泥石流的减灾效果,为今后防治工程的修建提供科学依据。     

Submarine canyons on the north of Chiwei Island:influenced by recent extension of the southern Okinawa Trough

Based on new multibeam bathymetric data and about 300 km long single seismic profiles, three topographic units were identified： the canyons, fractural valley and submarine terrace on the north of Chiwei Island where is a structural transition zone between the southern trough and the middle trough. The Chiwei Canyon and the North Chiwei Canyon are two of the largest canyons in the East China Sea （ECS） slope. Topographic features and architectures of them are described. The study shows that both of them are originated along faults. The evolution and spatial distribution of topographic units in the study area are controlled mainly by three groups of faults which were formed and reactive in the recent extensional phase of Okinawa Trough. The Chiwei Canyon was initia- ted during the middle Pleistocene and guided by F4 that is a N--S trending fault on the slope and F1, a large NW--SE trending fault on the trough. The pathway migration from the remnant channel to the present one of Chiwei Canyon is the result of uplift of tilted fault block that is coupled to the recent extension movements of the southern trough. The submarine terrace is detached from the ECS slope by the NEE -trending fault. The North Chiwei Canyon, developing during the late Pleistocene, is guided by FS, a N-S trending fault, diverted and blocked by the submarine terrace.     

坐标转换在隐蔽物探测定位中的应用

以基于低空平台的超宽带合成孔径雷达（UWB SAR）探测隐蔽物为应用背景,结合GPS RTK（Real Time Kinetic）技术,提出并详细分析了一种简便实用的对平台进行高精度、高动态运动补偿的GPS坐标转换方法。利用转换后的坐标和雷达回波数据对探测区成像,并对目标进行大地坐标定位,最后通过实验结果验证了本文所提方法的有效性。     

沟道偏转地形对滑坡碎屑流运动的影响研究

在沟谷地形中,滑坡碎屑流的运动常受到地形的影响,导致其运动方向发生改变,进而影响到滑坡运动速度和堆积特征。本文利用三维离散元素法,对四川都江堰三溪村高速远程滑坡进行模拟,研究滑坡体不同部位的块体失稳后,在沟道偏转地形主导下的滑坡碎屑流前缘的运动速度、各部位滑体的速度变化过程和堆积特征,并提出沟道偏转地形耗能模型分析了地形偏转造成的动能消耗。研究结果显示:滑坡前缘在地形偏转位置运动方向发生变化,导致运动速度突降;由于滑坡不同部位的滑块相对于地形偏转点具有不同的撞击角度,导致其撞击后产生不同的偏转角度,滑块的偏转角度越大,速度变化越大;由沟道偏转地形导致的滑坡运动速度减小反映了偏转地形对滑坡的动能产生的耗散,动能耗散率与cos2θ(θ为偏转地形在水平面上的偏转角度)成反比;不同部位滑块的堆积长度随偏转角度的增大而减小。本研究分析了沟谷地形偏转对滑坡碎屑流运动速度作用机制及不同部位岩土体堆积范围的影响,可为该类地形条件下滑坡的运动机制研究和防灾减灾工作提供参考。     

半潜式浮式风机支撑平台首摇运动特性分析

借助FAST软件对OC4半潜式浮式风机平台进行数值计算,分析了影响海上浮式风机平台首摇运动的一系列重要因素及其变化规律(如风向变化、浪向变化、陀螺力矩等)。研究了平台首摇运动所诱导的风机系统动力响应,发现浮式风机首摇运动不仅会加剧平台耦合运动响应,而且还会影响风机的气动性能和加剧锚泊张力波动。提出并探讨了几种减小海上浮式风机支撑平台首摇运动的方法。     

Truss Spar平台在波流联合作用下运动响应预报方法比较

基于细长体水动力模型比较了Truss Spar平台在波流联合作用下运动响应预报的三种方法。分别采用波流耦合、速度叠加及力叠加计算Truss Spar平台在波流联合作用下的水动力载荷,根据流场水质点运动规律和Truss Spar外部形状特点,分段高效计算水动力载荷。利用Runge-Kutta-Fehlberg方法求解刚体非线性运动方程得Truss Spar在波流场中的运动响应。研究结果表明力叠加法所预报的Truss Spar纵荡和纵摇运动明显大于其他两种方法的相应运动响应预报结果,而波流耦合法与速度叠加法所预报的纵荡与纵摇运动响应幅值相当,三种方法所预报的垂荡运动响应的大小取决于具体波流参数。     

深海可移动平台的全向推进技术研究

深海可移动平台是青岛海洋地质研究所针对大洋地质调查过程中提出的精准取样、定点投放等新需求,创新研发的新一代通用型深海地质调查装备。全向推进系统是该平台的核心关键技术之一。笔者从工作实际需求出发,阐述了深海可移动平台的整体设计思路;通过对平台整体的数学建模与力学分析,给出了平面全向推进系统的数理模型;根据不同参数与控制变量,模拟了大洋地质调查过程中全向推进系统的仿真结果。