多源数据下CNN-EMD海上风电齿轮箱诊断

摘要:[目的]由于海上复杂海洋环境下瞬态机械振动与渐进磨损过程的复杂耦合,海上风力发电机齿轮箱的精准故障诊断仍具挑战。海上风电场景中,齿轮箱不仅承受交变载荷和复杂振动,还应对高湿度、高盐雾腐蚀及波浪载荷冲击等特殊工况,导致故障机理更复杂、早期故障特征更隐匿。[方法]提出一种融合经验模态分解(EMD)与卷积神经网络(CNN)的双模态深度学习框架,协同处理振动信号与油液颗粒数据。该方法将非平稳振动信号分解为本征模态函数(IMFs),从中提取时域-频域-非线性混合特征;对油液颗粒数据进行统计趋势分析与磨损形貌表征。通过时间同步和特征融合策略,弥合高频振动数据与低频油液数据的时间尺度差异,联合特征输入双通道CNN 架构进行跨模态学习。[结果]仿真数据验证表明:该方法诊断准确率达92.5%,显著优于支持向量机(85.2%)和反向传播神经网络(88.7%)。[结论]研究可为海上可再生能源系统的多传感器数据融合提供可行方案,有效解决实际海上风电场运行中的异步监测和复杂工况适配难题。

海上风电稳桩平台的应用现状与发展动态

摘要:[目的]为更好地开展海上风机基础沉桩作业,使沉桩精度满足要求,[方法]针对现有的用于辅助施沉的稳桩平台普遍存在的调平困难和水下作业信息化程度低等问题,开展海上风电稳桩平台应用研究。简要介绍海上风电桩基施工工艺以及稳桩平台的发展历程和主要类型,对各类型稳桩平台的应用现状进行对比分析;同时,结合施工工艺和功能特点指出各类稳桩平台的应用优势和局限性。在此基础上,归纳稳桩平台关键技术研究现状,并提出未来发展方向。[结果]结果表明:平台的结构型式正逐渐朝着轻量化和模块化方向发展;通过融合模糊控制和神经网络等智能算法优化控制系统,是提升平台作业效率和精度的有效手段;海上风电施工测量对于基础精准施沉而言具有重要作用。[结论]研究成果可为后续新型稳桩平台的结构设计和功能开发提供一定参考。

风电叶片防冰和除冰方法的研究进展与应用综述

摘要:[目的]为有效解决极端天气条件下风电叶片覆冰引发的发电效率下降、叶片动平衡遭到破坏和叶根疲劳加剧等问题,[方法]开展叶片防冰和除冰方法研究,重点对当前各类防冰和除冰方法的研究进展及应用情况进行综述。简要介绍常见的覆冰类型及覆冰预测方法,并对常用的防冰和除冰方法的基本原理、优缺点和研究现状进行梳理;结合以往的实践经验总结防冰和除冰方法的产业应用现状,同时结合叶片大型化发展趋势总结各类防冰和除冰方法在超长柔性风电叶片防冰和除冰领域应用面临的难点;在此基础上,展望未来需进一步关注的研究方向,并提出具体的发展意见。[结果]结果表明:目前还没有一种既能有效除冰,又能兼顾节能降耗、除冰效率、系统运行稳定性和维护成本的防冰和除冰方法。各方法具有不同的适用范围,且发展水平各异。[结论]研究成果可为今后风电叶片防冰和除冰方法的研究与应用提供一定参考。

海底电缆关键力学行为与状态监测技术研究综述

摘要:[目的] 为探究复杂海洋环境下海底电缆的力学机理、失效模式及状态监测方法,提升其长期运行的安全性与可靠性,[方法] 从海底电缆多物理场耦合机理、疲劳寿命分析及分布式光纤监测技术等3个方面系统梳理了海底电缆的研究进展、主要方法、关键挑战与未来方向。[结果] 结果表明:多物理场分析受到多层螺旋结构、材料非线性和多场耦合等因素制约,使理论建模和高效计算面临挑战;海底电缆的疲劳损伤呈现跨尺度、机理复杂的特征,现有以经验为主的寿命预测仍存在不确定性;分布式光纤监测对内部结构真实状态的反演能力有限,难以全面识别潜在失效模式。上述问题是限制海底电缆设计、寿命预测和状态监测精度的关键技术难点,未来需在高效耦合建模、疲劳计算优化与状态精准反演等方面取得突破。[结论] 研究成果可为海底电缆的设计优化、状态评估与智能运维提供理论参考与技术支撑。

海上光伏发展的关键技术挑战与多模式融合趋势

摘要:[目的] 为系统评估海上光伏的规模化与商业化潜力,[方法] 基于对国内外典型工程案例与最新研究文献的综述,从技术、工程与政策等多个维度进行综合分析。系统梳理海上光伏的发展现状,剖析关键技术挑战并展望融合趋势。[结果] 研究表明:海上光伏已从概念验证步入工程示范,固定式与漂浮式技术路线并行,且在“风光同场”和“渔光互补”等融合模式中展现出巨大潜力,但其发展仍严峻受制于严苛海洋环境适应性、系统可靠性、高成本等核心挑战。[结论] 未来须加强关键技术攻关、政策协同与多产业融合,推动海上光伏向深远海、规模化、智能化方向发展,助力能源结构转型。

海洋防污涂料防污剂研究进展

摘要: 海洋生物污损是远洋船舶及海洋工程在服役过程中面临的一项长期且严峻的挑战。随着服役时间的延长,船体和海工结构水下表面极易受到藤壶、贻贝、藻类等海洋生物的侵附,形成典型的生物污损群落。这类污损不仅显著增加船舶的水动力阻力与燃油消耗,还会加剧结构的腐蚀与老化,进而给全球航运业造成巨大的经济损失。据估算,生物污损每年在全球范围内所带来的直接经济损失超过120 亿美元,并对海洋生态系统造成潜在的环境风险。为应对上述问题,开发高效且环境友好的海洋防污涂料已成为当前海洋工程领域的研究热点。在防污涂料体系中,防污剂作为核心功能组分,对涂层的防污性能与服役寿命起着决定性作用。本研究系统综述了目前主流商用防污剂的种类、作用机理及应用现状,重点介绍了碳量子点、纳米粒子和天然活性产物防污剂等新型防污剂的最新研究进展,并深入探讨其防污机制与应用潜力,旨在为防污剂的科学筛选及新型海洋防污涂料的研发提供理论依据与技术参考。

低碳含Cu海洋工程用钢的研究及发展

摘要:在钢中加入Cu元素可以显著提高钢的强度、耐蚀性能和抗疲劳裂纹扩展能力,并保持其优良的低温韧性和焊接性能。我国对低碳含Cu海洋工程用钢的研发比较滞后,需从其成分设计入手,研究Cu与其他元素相互作用对钢综合力学性能的影响。对目前低碳含Cu海洋工程用钢的有关研究进行了归纳和分析。概述了低碳含铜海洋工程用钢的发展历程,介绍了Cu析出相的晶体结构演变,Cu对钢力学性能、焊接性能和耐腐蚀性能的影响以及富Cu团簇析出的成分演变,最后指出了未来低碳含Cu海洋工程用钢的研究方向。

海洋环境风电基础腐蚀疲劳挑战与寿命预测综述

摘要:[目的]海上风机基础在腐蚀环境与交变应力协同作用下有腐蚀疲劳失效的风险。[方法]综述了腐蚀疲劳裂纹扩展机理、防腐方案、腐蚀疲劳挑战及寿命预测的研究进展。[结果]在海洋环境腐蚀疲劳的影响因素中,腐蚀产物是裂纹扩展的主要原因。在腐蚀环境中及超高周疲劳(VHCF)和超高周腐蚀疲劳(VHC-CF)条件下,腐蚀导致的表面缺陷(如点蚀坑)和内部缺陷(如孔隙、未熔合等)会成为裂纹的萌生点。点蚀坑形状与疲劳强度的关系:相比于半椭圆形坑,V形坑会导致更严重的疲劳强度退化,尤其是长宽比小的坑。采用先热处理后滚压螺纹(HTR)工艺制作的螺栓的疲劳性能较佳,适合在海上风电项目中推广。[结论]为确保海上风电基础安全,需继续开展技术创新及腐蚀疲劳研究。

仿生与智能型海洋防污涂层材料研究进展

摘要:在工业4.0大背景下及《中国制造2025》和海洋强国战略的推动下,新型仿生与智能型海洋防污涂层材料凭借其高效、环保的特性,正引领海洋防污领域的发展潮流,展现出广阔的应用前景,但是关于新型仿生与智能型海洋防污涂层材料仍然缺少深入、系统的综述研究。综述近年来国内外基于微纳结构表面、释放绿色防污剂、超滑表面、动态表面和自修复等防污策略构筑的仿生防污涂层材料,基于pH 响应、温度响应和光响应控制等防污策略构筑的智能防污涂层材料,以及由仿生与智能多防污策略协同构筑的防污涂层材料的研究进展。最后对上述策略构筑的涂层材料的制备方法、防污机制、作用效果及其优缺点进行总结,并展望仿生与智能多防污策略协同构筑的防污涂层材料未来的发展方向,多策略联合型防污方法体系将成为未来海洋防污领域的重要发展方向。主要提出仿生与智能多防污策略协同作用的方法体系的指导性观点,填补了行业和领域目前缺少这类综述文章来引领的空白,对国防军事、海洋工程、海上运输和海洋渔业等领域的发展具有一定参考价值。

海洋防污技术研究进展

摘要:海洋生物污损是海洋装备设施面临的最严重问题之一,显著威胁装备设施的服役性能和安全可靠性,研发能够显著提升装备设施防污性能的高性能、长期效、绿色环保防污技术是当前海洋防污领域的研究热点。综述现有常见防污技术的研究进展,在介绍海洋生物污损形成过程及危害的基础上总结了传统有机防污涂料的发展历程及优缺点;重点总结污损脱附型防污技术、污损阻抗型防污技术、仿生型防污技术以及新型环境友好型防污技术的研究现状,对其防污机理及特性进行概述,并指出各类防污技术存在的问题;从激光熔覆防污涂层及热喷涂防污涂层等入手介绍新型无机防污技术的研究进展及应用方向;对海洋防污技术发展面临的难点及未来发展方向和趋势进行展望,可为高性能、长期效、环境友好海洋防污技术的研发提供参考。