Stability Analysis of Parked Wind Turbine Blades
透射边界_地基_风电结构地震响应与破坏模式_柳国环
文章编号：1000－7598 (2014) 09－2651－08
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.35 No.9 Sep. 2014
透射边界-地基-风电结构地震响应与破坏模式
柳国环 1, 2，练继建 1, 2，于通顺 1, 2, 3
3 [7] 3
（2）
式中：K BT 、K BN 分别为弹簧切向与法向刚度； CBT 、
CBN 分别为弹簧切向与法向阻尼；R 为波源至人工
边界点的距离； cS 和 cP 分别为 S 波和 P 波波速， 本 算例中 cS =170 m/s 、 cP =300 m/s ；G 为介质剪切模 量； 为介质质量密度； T 与 N 分别为切向与法 向黏弹性人工边界参数，经过数值分析，推荐使用
2
数值模型建立
单机装机容量为 2.5 MW，如图 1 所示。塔筒
K BT T G / R , CBT cS
（2）法向边界
K BN N G / R , CBN cP
（1）
2.1 工程背景简述 分 3 段，底部塔筒长 19.5 m、直径为 4.4 m，中段塔 筒长 28.0 m、 直径为 3.8～4.4 m， 顶段塔筒长 30.0 m、 直径为 2.7～3.8 m。塔筒材料为钢材，弹性模量为 200 GPa，泊松比为 0.3，密度为 7 800 kg/m ，建模 中塔筒采用弹性模型。风机基础采用复合筒型基 础 ，由钢筋、预应力筋、混凝土、钢板（用作分 仓板）材料构成。直径为 30 m，筒高 6 m，筒裙厚 0.4 m，筒顶厚 0.3 m。筒体为 C30 混凝土，弹性模 量为 36.0 GPa， 泊松比为 0.17， 密度为 2 400 kg/m ， 混凝土采用塑性损伤模型，所取参数与文献 [8] 相
非饱和土坡中平均有效饱和度分布模拟
非饱和土坡中平均有效饱和度分布模拟许长辉;孙树林;李方;张德恒【摘要】由于直接测定土水特征曲线存在成本高、繁杂、费时等缺点,采用经验公式法预测土水特征曲线越来越受到重视.在非饱和多孔介质中,流体的运动特征主要表现为流体进入和填充孔隙过程中,水的传榆和存储量的变化.可以运用COMSOL Multiphysics软件中的Richard方程接口,解决二维非饱和流问题.用该软件模拟非饱和土中的平均有效饱和度分布,预测土坡内和传感器周围的平均有效饱和度,并与实际情况进行对比分析,其结果具有一定的工程实践研究意义.【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(033)004【总页数】5页(P17-21)【关键词】土-水特征曲线;Richrad方程;平均有效饱和度【作者】许长辉;孙树林;李方;张德恒【作者单位】河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;南京工程高等职业学校,江苏南京210035;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;南京工程学院建筑学院,江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TU43影响土质边坡稳定的因素很多, 其中水是诱发滑坡最常见的外因。
地球表面分布的土由于气候原因, 大部分是非饱和土, 非饱和土与饱和土最主要的区别在于土中存在负孔隙水压力, 负的孔隙水压力在土体中会产生基质吸力。
基质吸力的存在加大了土颗粒间的压力, 使土的抗剪强度增大, 这对保持土坡的稳定起着重要的作用[1]。
然而在非饱和土中的基质吸力很容易受外界环境变化的影响, 其中影响最大的是含水量的变化。
非饱和土中的基质吸力或压力水头和含水率之间有一定的对应关系，这种关系称为土水特征曲线[2]。
由于直接测定土水特征曲线存在成本高、繁杂、费时等缺点，采用经验公式法预测土水特征曲线越来越受到重视。
缓倾滑坡地质力学模型研究-以冯店滑坡为例--论文
缓倾滑坡地质力学模型研究-以冯店滑坡为例--论文缓倾滑坡地质力学模型研究-以冯店滑坡为例--论文文章编号：1006-6616（2012）02-0373-14 缓倾滑坡地质力学模型研究收稿日期：2011-12-14 作者简介：王治华1965年7月毕业于中国地质大学地球物理勘探系。
中国国土资源航空物探遥感中心教授，中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室客坐研究员，博士生导师。
长期从事地质灾害环境遥感应用及“数字滑坡技术”研究。
将遥感与GIS应用于我国区域地质灾害调查及大型滑坡调查与机理研究。
——以冯店滑坡为例王治华，杜明亮，郭兆成，贾伟洁（中国国土资源航空物探遥感中心，北京100081）摘要：在国内外缓倾滑坡研究的基础上，从滑坡形成机制出发，建立缓倾滑坡地质力学模型，采用数字滑坡技术结合地面调查获取滑坡规模、滑动面倾角、后缘拉裂槽积水深度等参数，代入模型表达式可获得滑坡的临界摩擦系数，进而获取滑坡的总下滑力和总阻滑力。
提出临界摩擦系数的概念及求取方法，临界摩擦系数与缓倾滑坡的易滑性（或稳定性）直接相关，分析表明滑坡的临界摩擦系数与滑体规模（滑动面长与宽）、滑动面倾角正相关，与滑体重量反相关，滑坡后壁倾角在60°—90°范围的变化对缓倾滑坡易滑性的影响很微弱。
关键词：缓倾滑坡；形成机制；地质力学模型；数字滑坡技术；临界摩擦系数中图分类号：P542 文献标识码：A 0 引言发生在倾角为0°—10°缓倾地层斜坡中的滑坡，也称平推式或平移式滑坡（以下简称缓倾滑坡）是一种特殊的滑坡类型，中国的四川盆地及周边地区、三峡库区中段万州、重庆一带以及黃土高原等地均有缓倾滑坡分布。
已有的勘查实验资料表明，该类滑坡的滑带土内摩擦角往往远大于滑动面倾角，理论上应该不易发生滑坡，但实际上还会发生大规模的缓倾滑坡，其成因机制及活动特征一直受到国内外学者的关注，并用多种方法进行研究及模拟。
第4节土壤水分运动
非饱和导水率的测定
© Anhui University of Science & Technology | 2011 | CHEN Xiaoyang
连续方程
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Rechards 方程
© Anhui University of Science & Technology | 2011 | CHEN Xiaoyang
土壤蒸发阶段性
根据土壤蒸发速率的大小和控制因素不同，土壤蒸发可分为 三个阶段：大气蒸发力控制阶段；土壤导水率控制阶段；水汽扩 散控制阶段。
蒸发三阶段示意图
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蒸发速率与时间关系 1、2、3、4表示起始蒸发速率降低次序
蒸发条件下水分运动定解问题
（1）初始条件 土壤剖面含水量均匀分布， 土壤含水量非均匀分布。
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入渗率随时间的变化
土壤入渗过程
& 土壤入渗过程三阶段：
渗润阶段 渗漏阶段 渗透阶段
& 土壤水分剖面四个区：
饱和区 过渡区 传导区 湿润区
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4.2 非饱和土壤中的水流 白金汉—达西定律（Edgar Buckingham, 1907）
瞬态渗流条件下水力特性对非饱和边坡稳定性的影响
合， 使混合物的含水量高于其液态极限。 然后将试样在
一个单元中重建， 并压缩至每种土壤的空隙率为液限状
态下空隙率的 ８０％。 Ｂ 组土壤样本通过静态压实法以
表 １ 测试土样的基本特性
Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｅｓｔｅｄ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ
渗流条件下边坡稳定性分析的可预测性具有重要影响。
关键词： 瞬态渗流； 水力特性； 边坡稳定； 土壤水分特征曲线
中图分类号： ＴＤ８５４ ７ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００５－８２４９ （２０２４） ０１－００８８－０５
ＤＯＩ：１０．１９８６０ ／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００５－８２４９．２０２４．０１．０１６
过实验室和现场测试来获得土壤水分特性曲线。 在
建立土壤水分行为模型时， 可使用与实验数据最匹
配的土壤水力特性曲线模型来表示土壤的土壤水分
特性曲线 ［６－７］ 。 与此相反， 直接测量非饱和渗透性不
仅成本高昂， 而且在实际应用中具有挑战性。 因此，
土壤水力特性曲线模型对于进行非饱和稳定性分析
以及估算水力行为至关重要。
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｎｄｅｒ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｓｅｅｐａｇｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌｓ ｆｒｏｍ ｈｉｇｈ
ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｃｌａｙ ｔｏ ｓｉｌｔｙ ｓａｎｄ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｔｅｓｔｓ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｔｅｘｔｕｒｅ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ
几种常用古气候代用指标在盐湖古环境研究中的应用
2021.05科学技术创新在全球变化过程中，古气候古环境的变化可通过不同的载体记录下来，如：黄土、深海沉积物、湖泊、冰芯、石笋等。
通过有效手段提取这些古气候代用指标中蕴含的信息，可以帮助我们恢复某一地区的古气候古环境演化过程。
湖泊沉积物的沉积过程必定受各种物理、化学、生物等自然要素的影响，记录了可靠的环境变化信息。
在各类湖泊中，盐湖的形成与演化受特殊地质条件的影响，具有独特的封闭性、成盐过程的多期性和长期性、咸-淡韵律性等特点[1]，成为了第四纪古气候、古环境的重要研究对象。
近年来，学者们利用湖泊沉积物不同的古气候代用指标，取得了不少研究成果，目前最常用的指标有元素地球化学、碳氧同位素、孢粉、介形虫壳体、磁化率等。
1元素地球化学指标及其应用1.1元素地球化学指标的指代意义湖泊沉积物中的化学元素及不同元素之间的比值对区域构造变动及气候环境变化敏感，在一定程度上记录了区域气候变化和环境演化的信息。
沉积物中水迁移系数较大的元素，其含量受古气候制约，因此K 、Na 、Ca 、Mg 、Sr 、Ba 等元素的含量变化能较好地反映古气候的干湿变化[2]。
一般情况下，湖水中的Mg/Ca 比值随盐度的上升而升高[3]。
Sr/Ba 和Sr/Ca 高值都指示了较高的古盐度[4]。
Mn 含量高一般指示干旱，反之指示潮湿；Fe 容易氧化形成Fe (OH)3胶体，因此沉积物中Fe/Mn 比值高对应温湿气候，比值则低为干热气候[4]。
1.2元素地球化学指标在盐湖古环境研究中的应用魏海成[5]等对察尔汗ISL1A 孔岩芯元素进行了主成分分析，结果表明：入湖径流量的变化对Si 、Al 、Fe 、P 、K 、Ti 、Mn 、Rb 等元素含量变化产生了主要影响，Ca ，Sr 元素含量则与湖区蒸降比的变化相关。
张文翔[6]根据贝壳堤剖面元素及其相关参数变化特征，重建了察尔汗古湖43.5～22.4cal.kaBP 期间由淡水-半咸水-咸水-盐湖的演化过程。
浙江沿海热带气旋风场兰金涡旋模型的检验与优化
浙江沿海热带气旋风场兰金涡旋模型的检验与优化涂小萍;王武军;郑健;蒋璐璐;谢华【摘要】基于2010-2013年严重影响浙江沿海的热带气旋资料、浙江省自动气象站及宁波凉帽山370m高塔资料,引入兰金涡旋模型,提出一种最大风速半径计算方案,进行最大风速半径和不同形状因子的试验和检验分析.结果发现:对于严重影响浙江沿海海面的热带气旋,选择适当形状因子的兰金涡旋模型是适用的,形状因子与热带气旋结构有关,对强风带范围大的热带气旋形状因子取值相对大,形状因子在0.8-1.1之间得到浙江沿海站点兰金风速平均误差最小值.气象站点距离海岸线远近对兰金风速误差有最重要的影响,站点越远离海岸线,其兰金模型风速越接近实况,站点越靠近海岸线,其兰金风速越容易比实况偏强.多元回归订正能在一定程度上减小兰金风速误差.宁波凉帽山高塔资料分析表明:选择适当的形状因子可使得拟合边界层风廓线更接近于实况.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】8页(P19-26)【关键词】兰金涡旋;形状因子;热带气旋;边界层;浙江【作者】涂小萍;王武军;郑健;蒋璐璐;谢华【作者单位】宁波市气象局,浙江宁波315012;宁波大学宁波市非线性海洋和大气灾害系统协同创新中心,浙江宁波315211;浙江省气象科学研究所,浙江杭州310008;宁波市气象局,浙江宁波315012;宁波市气象局,浙江宁波315012;宁波市气象局,浙江宁波315012;宁波市气象局,浙江宁波315012【正文语种】中文【中图分类】P732.3热带气旋(Tropical Cyclone，简称TC)是热带海洋上形成的一种灾害性天气系统，它引起的巨浪、风暴潮、狂风暴雨等经常给沿海地区造成重大损失。
浙江省是受TC影响较多的沿海省份，登陆和影响浙江的热带气旋主要集中在7—9月[1]。
TC 结构、移动速度、移向的不同都会导致风雨影响程度的差异[2]。
20世纪90年代以来随着多普勒雷达在我国的组网建设，对TC登陆后的边界层结构有了新的研究和进展，基于相关性追踪技术（Tracking Radar Echoes by Correlation,简称TREC）[3]，地基雷达轨迹显示技术（Ground Based Velocity Track Display,简称GBVTD）[4]的TC边界层结构研究取得了很多成果[5-6]。
关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子研究的文献综述[推荐五篇]
![关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子研究的文献综述[推荐五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/18a13a44001ca300a6c30c22590102020740f2ee.png)
关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子研究的文献综述[推荐五篇]第一篇：关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子研究的文献综述关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子研究的文献综述摘要：在热带洋面上热带扰动形成台风之后发展情况很不相同。
有些台风初生以后强烈发展，有一些台风在热带洋面上强度少变，也有一些台风在热带洋面几次经历减弱又重新加强起来。
所有这些都涉及到台风发生发展的问题。
关于影响西北太平洋超强台风发生发展的物理因子国内外都做了大量研究，也建立了一定的理论模式。
作者将对这些进展作简要综述，对有利于台风加强的物理因子做了简单的总结梳理，希望能对西北太平洋超强台风的预测做一点贡献。
关键字：超强台风；西北太平洋；发展；物理因子引言台风（热带气旋）是世界上最严重的自然灾难之一。
平均每年发生80个以上，其中西北太平洋每年有28.2个，而能发展成超强台风（底层中心附近最大平均风速≥ 51.0 米/ 秒，也即16 级或以上）的有2～3个[1]，它经过时带来的狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等常给人类的生产生活带来巨大的损失。
随着近年来自然环境的不断恶化，极端天气频数不断增多，对沿海地区经济有着巨大影响的超强台风的发生也变得越来越多，台风最高级数也不断被刷新。
我国处在西北太平洋沿岸，因此西北太平洋产生的超强台风对我国沿海地区的经济有着息息相关的影响。
如2010年10月23日在我国福建省漳浦县沿海登陆的台风“鲇鱼”，登陆时中心附近最大风力达到17级以上（68米/秒），是近20年以来西北太平洋和南海出现的最强台风，同时也是今年全球范围内生成的最强台风，还是1949年以来秋季登陆福建强度最强、最晚的台风。
“鲇鱼”引发的大风和强降雨给我国福建、台湾、浙江和广东等地交通运输、农业生产、近海养殖及渔业、群众生产生活等带来不同程度的影响，直接经济损失近30亿元人民币。
因此研究影响或促使强度超强的台风的生成、发展的物理因子，剖析适合超强台风发生发展的环境，掌握超强台风的发生和发展规律，不但是科学研究上的需要，也是防台抗台的一项重要政治任务。
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2.5
0.0
-2.5
-5.0 25 35 50 -7.5 70
-10.0 -180.0 -120.0 -60.0 0.0 60.0 wind yaw angle [deg]
120.0 180.0
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17 Mae analysis Aeroelastic damping of first flap and lag modes for quasi-steady and unsteady aerodynamics
EWEC 2009 17 March 2009 3
Challenges Prediction of aerodynamic loads in fully separated flow conditions Dynamic stall models provide loads for angles of attack in the maximum lift regime Not tuned for incidences of ±90o Actuator disk theory is not valid Polars of airfoils are not measured at such angles of attack Standards include load cases for parked blades at extreme yaw misalignments
Stand-still blade analysis Definition of yaw angle
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17 March 2009
9
Stand-still blade analysis Aeroelastic damping of first and second flap mode using quasi-steady aerodynamics
12.5 400.0 10.0 300.0 7.5 15.0 500.0
Frequency [Hz]
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 5.0
200.0 5.0 100.0 2.5
7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 wind speed [m/s]
20.0 damping in logarithmic decrement [%] 15.0 10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0 -15.0 -20.0 -180.0 -120.0 -60.0 0.0 60.0 wind yaw angle [deg] damping in logarithmic decrement [%] 120.0 180.0 25 35 50 70 5.0
0.0 0.0 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 wind speed [m/s] wind speed [m/s]
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8
-7.5 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 wind speed [m/s] 60.0 70.0
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17 March 2009
11
Stand-still blade analysis Aeroelastic damping of first and second flap mode using quasi-steady aerodynamics
140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0
10.0
10.0
20.0
wind speed [m/s]
30.0 40.0 50.0 wind speed [m/s]
60.0
70.0
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10
Stand-still blade analysis Aeroelastic damping of first and second lag mode using quasi-steady aerodynamics
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2
Objective/Motivation
Examine stability of blades under parked conditions Parked conditions (instead of idling) to facilitate the calculations Contribution to fatigue loading of blades to be also considered during design phase: Extreme winds of 50 years recurrence period High angles of attach in the stall regime Massive flow separation at whole blade span Application on a 40-meter blade designed in Upwind
EWEC 2009 17 March 2009 5
The Tool Modification for parked conditions: 2D strip theory, neglecting wake effects Linearization Reference steady-state (static problem) First order system
150.0 damping in logarithmic decrement [%] 125.0 100.0 75.0 50.0 25.0 0.0 -25.0 -20.0 damping in logarithmic decrement [%] 30.0 40.0 25 m/s (steady) 25 m/s (unsteady) 5.0
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Aeroelastic performance of the blade Frequencies and damping of first and second flap and lag modes
5.0 4.5 4.0 3.5
Aeroelastic Damping [%] Aeroelastic Damping [%]
& & x = A( x0 , x0 ) x + B
Eigenvalues of constant coefficient matrix A provide natural frequencies and damping of the blade
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6
The Blade Reference blade (around 40m) designed in UpWind. Infinitely stiff No structural damping
600.0
160.0 Damping in logarithmic decrement [%]
20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 -30 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 30
Damping in logarithmic decrement [%]
500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 -100.0
120.0 180.0
120.0 180.0
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12
Stand-still blade analysis Aeroelastic damping of first and second lag mode using quasi-steady aerodynamics
2009 European Wind Energy Conference and Exhibition Marseille, France, 16–19 March 2009 Session BS4: Aerodynamics & Aeroelastic Stability
Stability Analysis of Parked Wind Turbine Blades
Ignacio Romero-Sanz
WP1B1
Technology Department, Gamesa, Spain
Integrated Wind Turbine Design Work carried out in WP1B1 of UpWind Project Innovative blade design Aeroelastic design improvements State-of-the-art issues are investigated Aero-servo-elastic stability of blades and wind turbines in operation has been tackled by the wind energy community
600.0 550.0 damping in logarithmic decrement [%] 500.0 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 -50.0 -100.0 -180.0 -120.0 -60.0 0.0 60.0 wind yaw angle [deg] 160.0 damping in logarithmic decrement [%] 25 35 50 70 140.0 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 -180.0 -120.0 -60.0 0.0 60.0 wind yaw angle [deg] 25 m/s 35 m/s 50 m/s 70 m/s