海上风电叶片结构设计中的前沿问题与挑战

摘要:为了有效提高风能开发的成本效益,海上风电正不断向“大型化”“深水化”发展,这给海上风电叶片材料和结构设计、载荷仿真和试验测试等环节带来了全新的技术挑战。文章通过探讨海上风电叶片结构设计在数值仿真和试验研究方面的现状与不足之处,以期为现有方法的改进提供新的见解、为深远海漂浮式风力机百米级大型叶片的合理设计和灾变防控提供参考。

海洋防污涂层的抗污机制及制备策略研究进展

摘要:首先简要陈述了海洋生物/微生物在金属基底表面的生物粘附和代谢物-腐蚀过程,包括条件膜吸附、生物膜形成、藻类和幼虫附着、大型生物寄居4 个阶段。进一步将海洋防污涂层的构筑策略分为协同抗污和仿生抗污这两大类,其中协同抗污策略包括利用复配防污剂来提升抗菌广谱性,降低耐药性,或是引入电、热、磁等外场干预来协同强化涂层抗污效果。仿生抗污策略则是师法自然,在材料表面构筑微纳米结构,赋予涂层超浸润、超润滑、动态自抛光等仿生学特性,从而实现涂层的高效抗污。此外,还可以在涂层中引入天然防污剂或合成其衍生物,以降低防污剂对生态环境的毒害作用。最后展望了涂层防污机制的研究方向,并提出了新一代防污涂层的设计思路。

海洋桥梁工程轻质、高强、耐久性结构材料现状及发展趋势研究

摘要:本文针对海洋环境下大跨桥梁突出的长期服役性能问题和轻量化需求,通过对轻质、高强、耐久的材料深入调研,总结了高性能钢、高性能混凝土及纤维增强复合材料的研究现状及发展趋势,介绍了上述材料在桥梁关键区域的针对性应用技术,并提出海洋桥梁工程轻质、高强、耐久材料发展的战略建议,以满足海洋桥梁工程高性能、长寿命、轻量化的需求,突破海洋环境下大跨桥梁的耐久和跨度瓶颈。

载人深潜器耐压壳体用金属材料研发进展

摘要:介绍了目前6000m以上国内外载人深潜器耐压壳体的选材现状,以各海洋强国载人深潜器应用的金属材料为例,对载人深潜器耐压壳体用金属材料的研发进展情况进行了梳理,分析了未来技术发展趋势。

海洋系泊链研究和发展现状

摘要:系泊链是海洋平台系泊系统的组成部分,也是维系平台安全的重要环节。随着资源开发不断向深海发展以及适应各种极端气象条件的需要,海工行业对系泊链的性能和可靠性提出了更加苛刻的标准,关于系泊链的研究也一直是相关领域的热点。本文从系泊链的基本性能出发,结合疲劳和腐蚀两个方面的特征,介绍了系泊链研究和发展的现状,总结了国内外最新研究成果,为设计和使用系泊链提供了参考。

基于专利分析的海上风电机组用紧固件防腐技术

摘要:[目的]为清晰地呈现出海上风电机组用紧固件防腐技术的发展态势,识别关键技术趋势和创新方向。[方法]采用专利检索分析方法,从全球专利数据库中检索紧固件防腐技术相关的专利文献,分析了紧固件防腐技术的申请态势、申请人及申请人类型、技术构成、技术功效、技术路线等,并从改变紧固件基体性能、聚合物防腐涂料、合金镀层防腐材料、镀层制备工艺、复层防腐、阴极保护和包覆防腐等方面揭示紧固件防腐技术方法。[结果]结果表明,海上风电机组用紧固件防腐技术正处于快速发展阶段,长效且优异的环保型防腐、少维护或免维护新型防腐技术将是今后紧固件防腐的战略部署及专利布局的热点。[结论]研究结果可为高强紧固件防腐产业发展和研究提供科学的决策参考。

强台风作用下海洋平台井架抗风性能

摘要:为研究在强台风作用下海洋平台井架的抗风性能,提出静力分析与瞬态动力学分析相结合的方法,综合考虑背向风、侧向风和45°向风等3种风向,利用Davenport功率谱,采取谐波叠加法和快速傅里叶技术模拟脉动风风场,用MATLAB编程得到相应的风速时程曲线,转化为风载加载到模型上,得出节点最大位移、轴向应力和弯矩的时程曲线。研究发现,45°向风为井架较不利风向,并架底部和根部受载较严重,并且在动力学分析中45°向风的位移和应力等结果都为静力分析的近3倍,因此在未来的生产实践中推荐使用瞬态分析方法。

机器学习在海上风电设备腐蚀分析中的应用

摘要:探讨和验证机器学习技术在海上风电设备腐蚀分析中的实际应用潜力。鉴于海上风电设备在恶劣环境下经常面临的腐蚀问题,利用先进的数据分析技术提高对腐蚀过程的理解,从而促进风电设备维护策略的优化。通过机器学习技术分析大量的环境和腐蚀数据,研究着重于评估各种机器学习模型在预测腐蚀行为方面的准确性和可靠性。研究结果表明,机器学习模型在预测和分析海上风电设备的腐蚀方面表现出较高的精确度和可靠性,特别是在提高预测结果的透明度和可解释性方面取得了显著进展。研究表明,机器学习技术在海上风电设备腐蚀分析中具有重要的实际应用潜力。

海上风电用42CrMo轴承钢的电化学行为

摘要: 采用开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化测试等手段研究了42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并研究了温度和腐蚀时间对其电化学过程的影响规律。结果表明:42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学过程以活化溶解为主;且随着温度的升高和浸泡时间的延长,42CrMo钢的电化学活性显著增加,其电荷转移电阻Rct显著降低,自腐蚀电流密度Jcorr 则显著提高,表明其耐蚀性下降。腐蚀形貌分析发现,42CrMo轴承钢的表面以局部腐蚀为主,伴随着点蚀坑的特征。

我国海洋装备产业链高质量发展战略研究

摘要:海洋装备产业链环节众多、长且复杂,是保障海洋经济安全的重要内容。我国海洋装备产业链市场、订单“两头在外”,关键核心技术和配套设备较多依赖进口,一旦受到国际格局影响可能面临“断链”风险,因而海洋装备的自主可控与创新发展对保障产业链安全、促进高质量发展意义重大。本文提出了海洋装备产业链图谱的研究构思,遴选出海洋运载装备、海洋油气装备两类重点领域,梳理了相关产业的国际总体格局、国内基本现状,厘清了我国海洋装备产业链上主要环节的发展形势和面临的挑战,论证了我国海洋装备产业链发展的思路与目标,海洋运载装备、海洋油气装备产业链上主要环节的突破方向。在我国海洋装备产业链上,原材料、总装建造属于优势环节,研发设计、配套属于劣势环节,尤其是高端船舶、深水油气开发装备的自主保障能力不足;建议采取由政策扶持扩大海洋装备内需、锚定高端海洋装备创新研发优势方向、加强国际合作带动“外循环”等方式,推动海洋装备产业链高质量发展。