新型浮式基础的海上风机系统动力响应研究

概念性地设计了一种新型半潜—Spar混合浮式基础,以5 MW水平轴风机为例,研究了该新型浮式基础支撑的浮式风力机系统的动力响应。基于三维势流理论和Morison公式,应用SESAM软件建立浮式基础模型,在频域内计算了该浮式基础的水动力参数和响应算子,分析了浮式基础的运动性能。考虑叶片气动载荷和浮式基础波浪载荷,应用FAST软件对风机—浮式基础系统进行时域计算,分析风力机系统的运动性能。结果显示,该浮式基础运动幅值较小,具有良好的运动性能。     

大直径单桩风机基础冰荷载模型试验研究

针对渤海某海域以单桩结构为支撑的海上风电系统,对大直径直立桩风机基础进行了一系列静冰载荷模型试验研究。首先,针对目标海域海冰调研结果确定多个冰速工况,对3 MW及4 MW装机功率对应的两种不同直径的单桩基础开展静冰载荷模型试验;随后在试验现象及试验结果的分析中重点关注了冰排在大直径结构前的破坏模式及破坏特点;最终,通过对比模型试验冰力极值试验结果与多规范冰载荷计算结果,确定大直径直立桩静冰载荷计算规范的合理选择,并根据试验结果对直立桩静冰载荷计算方法进行了经验参数修正。得出的相关结论可为渤海海域大直径单桩式风机基础冰载荷的工程估算提供参考。     

海上风电支腿船单桩沉桩技术

目前我国海上风电开发已经进入了规模化、商业化的发展阶段,海上风电的建设呈现由近海到远海,由浅水到深水的趋势。在响水、东台海上风电场中,均采用稳桩平台定位、起重船吊打工艺。文章结合某海上风电工程深水条件下大直径单桩沉桩施工情况,介绍自带定位抱桩器的1000t支腿起重船沉桩施工技术。     

海上风电场基础结构防腐蚀集成化技术及效果监测评估

文章从海上风电场基础结构的腐蚀及维修特点分析,提出集成化防腐蚀技术及其监测评估的整体设计思路;根据基础所处环境不同,针对性提出各区域防腐蚀技术方案,并对其技术特点、经济性能进行分析;同时,根据结构特点,考虑采用远程监测系统,对保护效果实施评估及应急报警,以便于后续维护处理。     

171m 直径叶轮海上风机安装施工技术

随着海上风力发电机组装备技术的不断提高,海上风机日趋大功率,叶轮直径也越来越大。文章结合国内首台171m 直径叶轮海上风机的实际施工,介绍大直径叶轮海上风机分体安装技术,为类似工程提供参考。     

锥角对锥体结构抗冰性能影响的离散元分析

在寒区海洋工程中,锥体海洋结构的尺寸参数对其破冰性能具有重要影响。采用具有黏结-破碎功能的离散元方法模拟海冰与锥体结构的相互作用过程中海冰的破坏模式及冰载荷分析。该离散元方法的计算参数通过与渤海油气平台的实测数据对比进行了可靠性验证。在此基础上,当设计海域的潮差固定时,对不同锥角下风电单桩锥体结构的冰载荷和海冰破坏模式进行了离散元分析。计算结果表明:锥体冰载荷随锥角的增大而增大,海冰的平均断裂长度则随锥角的增大而减小;当锥角小于70°时海冰的破碎模式主要为弯曲破坏,而当锥角大于70°时海冰破坏模式则主要为挤压破碎。以上研究结果可为冰区海上风电单桩结构的抗冰锥设计提供参考。     

基于AIS的船舶会遇局面紧迫度量化分析

近年来船舶大型化、高速化的发展以及数量的不断递增,导致船舶碰撞概率大大增加。为更好地保障船舶航行安全,提出船舶会遇局面紧迫度这一概念。该概念表征船舶在当前航行状态下由于一定范围内所有其他船舶的存在而处于的会遇局面的紧迫程度,其旨在帮助船舶驾驶员实时感知并掌握船舶在海上航行时所处会遇局面的状况,从而据此加以判断并及时采取措施规避碰撞风险。建立了船舶会遇局面紧迫度的计算模型,该模型以考虑到本船速度的动态圆形领域为空间约束条件,综合考虑其他船舶相对于本船的方位分布和距离这两个指标的影响,基于信息量量化紧迫度。利用2016年1月1日天津港AIS数据进行紧迫度的计算与分析,计算结果与实际相符,该计算模型能够准确反映船舶在航行过程中所处会遇局面的紧迫程度。利用双线性内插法建立天津港区域紧迫度二维彩色平面分布图,其表达效果优于传统热度图。     

海上事故有害气体的扩散研究 ——以"桑吉"轮撞船事故为例

发生海上事故后,为对周边海域船只和人员进行疏散及为应急处置提供科学依据,并实现对不同检测位置检测浓度的校正,需要对事故有毒有害气体的扩散进行计算。本文先通过经验公式计算,模拟事故船舶自然燃烧,而后采用高斯烟羽模型,通过结合事故现场的风浪等水文气象参数,构建海上事故有毒有害气体扩散模型。该模型在改进的高斯烟羽模型的基础上,通过与 ArcGIS 结合,实现事故海域区域范围内有害气体扩散定量可视化,实验结果表明,“桑吉”轮撞事故中,有害气体沿向下风向西北处扩散,以事故点为起点向西北方向划线为轴线,宽幅选取 4 km 范围,最高浓度区域是以事故点下风向 3 km处为圆心,500 m 为半径的圆形区域,浓度可以达到 4* 10-5 mg/m3,边缘处气体浓度已低至 0.5 * 10-5 mg/m3。其模型简单且可以直观体现有毒有害气体扩散范围。     

基于北斗短报文卫星通信网络的海洋倾废记录仪数据实时安全传输系统

为保障海洋倾废数据传输的实时性和安全性,有效遏制违法倾废行为,文章设计海洋倾废记录仪数据实时安全传输系统并模拟应用。研究结果表明:该系统基于北斗短报文卫星通信网络,采用AES与RSA相结合的加密算法,集成DTU模块、北斗短报文卫星通信模块和Hellobeidou云平台等,可在移动通信网络盲区实时传输海洋倾废记录仪采集的数据,数据加解密兼具快速性和安全性,与经由中国联通通信网络传输数据相比更加持续和稳定,可用于监控倾废船舶,便于执法人员及时获取违法倾废信息并现场查证,保护海洋生态环境。     

机构改革背景下中国海警船的法律属性

为保障我国海上维权执法行动的顺利开展,解决海警船法律属性的争议问题,文章分析机构改革背景下中国海警船的法律属性。研究结果表明:政府船舶和军舰分别具有明确定义且被明确区分,中国海警船属于军舰的观点依据不充分;中国海警队伍虽由武警部队领导指挥,但其权力来源、执法依据和职能任务不符合军队性质,中国海警船具有政府船舶的性质;中国海警船在性能、装备和指挥官设置等方面与军舰有明显不同,且不具备海上作战经验和能力,因此不属于军舰;中国海警船执行海上维权执法任务不应被视为动用武力。