挤扩支盘桩桩土相互作用的三维有限元分析

简要分析了挤扩支盘桩挤扩成盘过程中及受压状态下的桩土相互作用,并结合一工程实例,利用ADINA有限元程序建立了桩土作用三维模型,对挤扩支盘桩受压状态下桩体、土体的应力状态进行了分析计算.结果表明,上支盘内的有效应力要明显大于下支盘,两支盘间土体存在应力叠加,并通过分析指出了最佳的盘间距应大于3.5倍支盘直径.     

群桩横向非线性力学响应的三维有限元数值模拟

利用有限元软件ANSYS,针对群桩横向力学响应问题,进行了三维有限元数值模拟.计算模型中,考虑了土体的材料非线性、桩-土界面状态非线性等因素,对群桩横向力学响应的影响.通过算例分析,验证了模型的正确性.在此基础上,进一步研究了群桩-土横向相互作用的非线性特性,计算结果对于桩基础的分析和设计,有较好的参考价值.     

风电安装船嵌入式升降监控系统的开发

为实现对风电安装船升降过程的远程监控,本文以移动终端作为上位机,西门子S7-1200系列PLC作为下位机开发了风电安装船分布式升降监控系统.下位机PLC基于USS协议实现对现场变频器的控制,基于Modbus协议与现场数据采集模块通讯,实时采集现场数据,下位机PLC负责对风电安装船升降过程的实时控制;上位机移动终端负责过程监视和人机交互,操作人员通过上位机移动终端对风电安装船升降过程远程监控.上位机与下位机之间通过TCP/IP协议进行通讯.系统试运行表明,该系统运行稳定,操作简单,能够满足风电安装船升降过程远程监控的要求.     

考虑桩土相互作用的大跨度钢拱桥地震反应分析

为了研究桩土相互作用下大跨度钢拱桥的地震反应特点以及塑性铰的形成部位和发展过程,利用ANSYS有限元程序对比研究了在多组地震输入条件下,考虑基础固结和桩土相互作用下的动力特性及在罕遇地震下的地震反应,并探讨了层状场地土对桩基以及上部结构的影响. 结果表明:与基础固结模型相比,考虑桩土相互作用体现了土的特性对结构的影响,较好地反映了结构的动力特性,结构的自振周期延长,且对高阶振型周期影响显著;同时结构各部位的内力响应呈下降趋势,位移响应被放大,但受边界假定的影响,其总体反应趋势未发生改变,其中在主梁1/4处、梁拱结合处以及柱底处均出现塑性铰,且柱底处率先屈服,各塑性铰区的变形仍控制在较小的范围内,桩身则未出现塑性铰.     

基于自由变形技术的海上风电安装船减阻优化

通过提高海上风电安装船的快速性,可大大缩短海上风电项目的投入周期.如何在装载量不变甚至增大的情况下减小其航行阻力,是亟待解决的一个重点问题.基于自由变形(FFD)技术及计算流体力学(CFD)方法,对目标船型艉部型线进行优化,通过建立设计变量与总阻力的BP神经网络(BPNN)模型,清晰地展现出变量的相关关系,得出了阻力性能优良的船体艉部形状及型线设计方案.通过CFD方法对优化船型进行数值仿真,验证了优化流程的正确性及优化结果的可靠性,为风电安装船的全船型线优化提供了经验与技术支持.     

砂桩加固护岸稳定性有限元分析

为了研究护岸的潜在破坏因素对其稳定性的影响,利用有限元软件对采用砂桩加固后的护岸平面模拟,进行稳定性分析.通过不同水位工况的计算,分析得到在极端低水位情况下护岸最容易发生破坏.加固前,护岸在极端低水位时,基床下的淤泥质粘土层形成了连续的弧形塑性应变区,是造成护岸滑移破坏的诱因;加固后,砂桩取代粘土后构成复合地基,提高了土体的抗剪能力和承载力,阻止了连续塑性变形的形成,护岸稳定性得到提高.砂桩加固技术在软土地基处理中作用明显,为港口工程设计建造提供了有益的参考.     

小净距隧道稳定性数值模拟分析

应用二维弹塑性有限元计算隧道衬砌和围岩的内力,并进行该隧道变形性状和稳定性研究,结果表明:隧道在施工过程中结构体系及围岩均处于稳定状态,采用数值模拟分析是指导设计和施工的有效手段,为同类的小净距隧道工程设计、施工提供理论依据.     

大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析

结合龙头山隧道工程,利用有限元软件ADINA建立空间计算模型,用三维弹塑性有限单元法对隧道Ⅲ类围岩段施工过程围岩稳定性和安全性进行分析,分析施工过程中围岩的位移、应力、应变变化规律,得出了一些有益的结论,对大跨度隧道施工过程中的围岩稳定性和安全性评价有一定指导意义。     

考虑固结的摩擦型单桩ABAQUS数值模拟

采用ABAQUS软件模拟桩土相互作用中的接触问题.利用ABAQUS软件中的主-从接触算法,在桩侧于土体之间建立了接触对;对桩身采用弹性模型,土体采用摩尔-库仑模型进行模拟,并考虑初始地应力的影响.通过对某大桥试桩的计算,得到了桩侧摩阻力的分布曲线,并对比了不考虑土体固结和考虑固结时桩体的沉降情况.     

风电安装船主尺度要素统计分析

船舶主尺度决定了船舶的经济与技术特性,如稳性、操纵性、快速性、载重量、造价等.在船舶设计过程中,确定主尺度是船型方案设计第一阶段,是后续技术设计的重要基础.在对第三代风电安装船特点进行理论分析的基础上,搜集整理了目前世界范围内第三代风电安装船主尺度资料,分析了风电安装船各个主尺度对载重量敏感性的变化规律和特点.结合实践经验,运用统计学方法回归出了一套主尺度计算公式,并进行了稳定性验证,该公式可供船东选择最佳船型尺度时和设计部门进行方案设计时或者进行船型技术经济性能论证时参考.     

风电机组塔筒结构绕流风场的数值模拟研究

为研究风电机组塔筒结构的气动力特性,基于ANSYS软件,建立了塔筒结构的简化模型并对其进行绕流风场的数值模拟分析,主要探讨了塔筒结构表面风压分布特征,风场风速、湍流度及不同高度比对塔筒表面风压分布的影响.结果显示,圆锥塔筒结构背风面在绕流作用下沿高度方向由上向下形成连续几个回流区,导致背风面受到正压作用;不同风速只有对塔筒背风表面压力大小有较之明显影响,而对塔筒迎风面及侧风面压力大小影响很小;湍流强度对模型表面风压系数大小有不同程度的影响,随着湍流强度的增加,模型侧面(大部区域)、背风表面的压力绝对值相应减小;不同高度比对模型表面风压分布有显著影响.研究结论可为风力发电机塔筒结构的设计提供参考.     

海上风电场机组分体安装法及其应用

对世界各国海上风电场的安装方法进行了归纳分类,分析风机海上分体安装法的工艺流程、装配基地设置的必要性和设置原则,归纳出8种典型的陆上组装方案及主要风机组件的装配工艺;提出一种海上风机潜水船坐底安装法：在潜水船上配置起重机构成风机潜水安装船,作业时潜水安装船潜入海底并坐落于海床,进行风机部件的吊装,该安装法适用于近海风电场建设;最后介绍了潜水船安装法在江苏响水近海风电场试验机组项目中的应用。     

浮式风机半潜平台稳性数值分析

随着大型海上风电场的建设逐步由浅海域向深海海域发展,研究浮式风机已成为各国开发海上风能的热点工作,相应的传统固定式基础结构已不能满足海上风力机工作性能要求.因此设计一种三立柱式半潜平台作为浮式风机基础结构,并结合海洋平台与陆地风机的特点,应用海洋工程商业软件SESAM对半潜平台完整稳性及破舱稳性进行数值分析,主要考虑平台发生大角度倾斜及舱室破损倾斜后,浮式风机是否会出现倾覆现象.模拟结果证明,一舱破损或两舱破损风力机不会出现倾覆现象,风机可以保证正常发电.     

鹦鹉螺等角螺线型风力机数值模拟及建筑扰流分析

为了提高风力机组的整体性能,解决风力机在实际运行中受建筑物影响的问题,利用仿真分析软件Fluent对不同叶片数的新型鹦鹉螺等角螺线型风力机进行气动性能研究,建立建筑物与风力机组排布模型,分析建筑物扰流特性,对比扰流环境对风力机组转矩性能的影响。结果表明：3个叶片风力机的整体性能更优;建筑物下游出现紊流区域,切向速度明显增加,其附近的新型鹦鹉螺等角螺线型风力机组转矩性能明显提升,验证了建筑物附近安装鹦鹉螺等角螺线型风力机组的可行性。所提风力机组排布方式可有效提升风力机性能,为风力机结构优化设计和建筑物附近风力机排布提供参考。     

风电主齿轮箱动态响应分析

以某3 MW风电齿轮箱为研究对象,通过导入壳体、齿圈、转架有限元凝聚刚度矩阵,建立基于MASTA的多柔体动力学模型,分析发现箱体在三级齿轮啮合频率附近有最高的动能分布,齿轮箱在高速级齿轮第一阶啮合频率激励下有最大的振动响应,且计算结果和试验测试结果基本符合。该结果可对风电齿轮箱设计阶段进行振动风险规避提供一定计算参考。     

风速梯度对风力机设计影响的理论分析

根据风速指数规律分布,采用三种计算过程,对风轮扫掠面积上的真实风功率做了定量计算.数值积分计算结果表明,在四类廓线指数、七种塔架高度情况下,风速梯度对气动设计影响甚微,采用风轮中心风速做为单一的设计风速是切实可行的.     

漂浮式海上风电机组动力学仿真分析

通过计算机仿真技术,分析深海漂浮式风力发电机组的动力学特性.首先分别建立海上浮式平台的水动力学模型和基于动态入流理论的风轮空气动力学数值模型,然后将其施加到由“风轮-机舱-塔筒-系泊系统”组成的多柔体系统动力学模型上,并由Fortran语言编程计算,将分析模型和结果导入到ADAMS进行可视化及后处理,最后,以美国NREL基本型5MW风电机组数据为基础,对漂浮式风力机系统和近海的定桩式风力机系统进行动力学分析对比,研究结果表明:漂浮式海上风电机组在运行过程中,其浮式平台承受水动力而产生摇荡运动,气动载荷与水动力相互耦合对整机结构动力响应及功率波动有着明显影响.     

基于风力机整机气弹稳定性的塔筒结构优化

基于风力机整机的稳定性,提出了一种研究风力机塔筒结构优化的新方法。该方法以减小系统振动为目标函数,塔筒的直径和壁厚为优化参数,通过强度、变形量及质量等作为约束条件建立优化模型,利用内点惩罚函数法求解此优化问题,最后运用坎贝尔图(Campbell图)对叶片与塔筒耦合的风力机整机系统的稳定性进行分析。应用此方法对某2 MW水平轴风力机塔筒结构进行优化,整机的稳定性能得到很大改善,塔筒质量减少13%,具有一定的理论和工程实用价值。     

风电机组控制系统稳定性分析

风电机组系统的稳定性直接涉及到整机性能、安全及寿命,是机组设计中必须考虑的内容之一。通过GH Bladed软件的模态线性化方法对风电机组进行分段线性化处理,在Matlab/Simulink中搭建风电机组控制算法的非线性仿真模型,然后分别采用阶跃响应、根轨迹、伯德图、Nyquist曲线对比分析开环控制和闭环控制系统的稳定性、闭环控制系统在无扰动和有扰动情况下的稳定性情况,并对某2 MW机组的控制系统进行稳定性分析,分析结果表明,系统是稳定的。对风电机组控制系统进行稳定性分析为风电机组设计如机组的安全性、可靠性、鲁棒性等问题提供一定的理论依据。