中等水深复杂环境载荷下张力腿式浮式风机结构动力学特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51809135
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Large offshore floating wind turbine foundation design and construction technology has become an important breakthrough orientation in the innovation of China's energy technology revolution. The environment conditions in moderate water depth of China south-eastern seas are complex and changeable. Structural dynamics coupling problems of floating wind turbines caused by the external environment loads are intricate. In previous studies, it was found that water depth and extreme water level have significant effects on the structural dynamics and strength of tension leg platform wind turbines. This project will be conducted progressively through foundation optimization design, dynamic response and structural strength. First, in view of the characteristics of moderate water depth, the project intends to develop a suitable form of tension leg floating wind turbine through the optimization and influence research on main parameters of the support platform and mooring system. Second, in view of the frequent typhoons and storm surges, the dynamic model and theoretical analysis method considering wind, wave and extreme water level effects will be established. And third, it is proposed to establish a dynamic analysis method of structural strength of the substructure based on multi-body dynamics and to compare with the strength analysis of quasi-static result in frequency domain. The project strives to reveal the interaction and influence mechanism between the complex environmental loads and the structural dynamics of floating wind turbines and to find out the structural failure modes of tension leg platform wind turbines considering the nonlinear load effects. The successful implementation of the project will provide an important theoretical basis and technical support for the study on tension leg platform wind turbines in moderate water depth.
海上浮式风机基础设计建设技术已经成为我国能源技术革命创新的重要突破方向。我国东南部中等水深(50m-100m)海域环境条件复杂多变,外界载荷导致浮式风机结构动力学问题错综复杂。前期研究发现水深和极端水位对张力腿式浮式风机结构动力影响显著。本项目拟通过张力腿式浮式风机基础优化设计、结构动力响应、强度分析方法三个方面展开研究:(1)对中等水深处张力腿式浮式风机支撑平台、系泊系统等主要参数优化及影响研究,提出适宜的张力腿式浮式风机形式;(2)针对台风、大浪、风暴潮频发的特点,建立风-浪-极端水位影响的张力腿浮式风机结构动力模型及分析方法;(3)基于多体动力学建立支撑平台结构强度动力分析方法。研究风机系统在复杂环境载荷作用下发生结构动力响应的机理;探明考虑载荷非线性效应的支撑平台结构失效模式两个关键科学问题。为中等水深海域张力腿式浮式风机的研究提供重要的理论基础和技术支撑。

结项摘要

海上浮式风机的设计与建造涉及到空气动力学、波浪力学、结构动力学及风机系统控制等多个学科的交叉。设计方面的创新和对数值模拟及试验的研究可以帮助增加建造及运行过程中的安全性,减少各环节的成本,推进海上浮式风机的发展。围绕我国浮式基础设计技术创新发展方向,本项目在前期的基础上从支撑平台优化设计、结构动力响应、强度分析方法三个方面开展研究,目前取得了以下研究进展:(1)针对我国东南部海域中等水深及环境载荷特点,通过对STLP-5MW及STLP-10MW浮式风机支撑平台、系泊系统等主要参数的设计优化及影响研究,提出了适宜的张力腿式浮式风机形式;(2)针对台风、大浪、风暴潮频发的特点,建立了考虑风-浪-极端水位影响的浮式风机动力模型及分析方法,揭示了复杂环境载荷下张力腿式浮式风机结构动力响应的机理;(3)建立浮式风机支撑平台结构强度时域分析模型,重点研究了在复杂环境载荷作用下支撑平台结构内部及重点连接处应力变化问题,基本探明了张力腿式浮式风机支撑平台结构失效模式关键问题,可以为推进我国海上张力腿式浮式风机的发展提供了重要参考。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Stochastic Analysis of Short-Term Structural Responses and Fatigue Damages of A Submerged Tension Leg Platform Wind Turbine in Wind and Waves
水下张力腿平台风电机组风浪中短期结构响应和疲劳损伤的随机分析
  • DOI:
    10.1007/s13344-021-0051-y
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    China Ocean Engineering
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Han Yan-qing;Le Cong-huan;Zhang Pu-yang;Dang Li;Fan Qing-lai
  • 通讯作者:
    Fan Qing-lai
Implementation of Complex Position Constraints in the Kinetic Dynamic Relaxation Method
动力学动态弛豫方法中复杂位置约束的实现
  • DOI:
    10.1155/2020/9895464
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    MATHEMATICAL PROBLEMS IN ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Yan;You Zaijin;Han Yanqing
  • 通讯作者:
    Han Yanqing
Signal-segments cross-coherence method for nonlinear structural damage detection using free-vibration signals
使用自由振动信号进行非线性结构损伤检测的信号段交叉相干方法
  • DOI:
    10.1177/1369433219886962
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Advances in Structural Engineering
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Yingchao Li;Wei Sun;Ruinian Jiang;Yanqing Han
  • 通讯作者:
    Yanqing Han

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其他文献

连拱隧道工程地质三维建模与可视化分析及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    地下空间与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明超;缪正建;韩彦青
  • 通讯作者:
    韩彦青
大型气浮沉箱拖航过程中的垂荡运动特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    哈尔滨工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱岩;张浦阳;乐丛欢;韩彦青
  • 通讯作者:
    韩彦青
复杂断层网络环境下地下洞室群三维地质分析与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩彦青;李明超;周红波
  • 通讯作者:
    周红波

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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