《基于机器学习的海上风电场空气动力学随机评估》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2020-09-02
  • 风力机流场预测是困难的,因为它需要计算昂贵的计算流体动力学(CFD)模型。本文的贡献是提出并发展了一种利用CFD和非侵入式随机展开方法进行海上风电场随机分析的方法。该方法是通过测试一系列机器学习方法,评估数据集的需求,并比较准确性与现场测量数据。所使用的方法是详细的,并将结果与从现有风电场获得的实际测量结果进行比较,以量化预测的准确性。在多个确定性输入范围内使用稳态CFD求解器对一个现有的海上风电场进行建模,并根据CFD结果训练一个近似模型。比较的近似模型有人工神经网络、高斯过程、径向基函数、随机森林和支持向量回归。RBF相对于CFD模型的平均绝对误差仅为0.54%,SVR预测相对于真实数据的误差(含散点)为12%,而Jensen的则为16%。这种方法有可能被用于更复杂的情况,即现有的分析方法不足或不能作出良好的预测。

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  • 《改进的线性模型的风力涡轮机空气动力学和控制系统动力学使用谐波线性化》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-12-21
    • 在非线性不是很强的情况下,线性频域方法可以提供快速的计算,这对于风力涡轮机叶片、基础和浮动平台的初步设计是有价值的。但风力涡轮机的气动和控制系统行为明显是非线性的。在此,我们首次证明谐波线性化技术可以减少气动和控制系统非线性近似的误差,相比于更常见的切线线性化。使直线化模型推导后,使直线化的非线性模拟结果比较NREL 5?MW汽轮机表明:(1)谐波线性化捕捉aero-elastic效果和空气动力学的非线性,给2 -减少错误而切线性化;(2)谐波线性化可以捕捉非线性尾流动力学;(3)转矩和俯仰控制器的性能可以在远离额定风速的情况下近似得到较好的结果,但在两个控制器相互作用时存在一些问题。对线性化的控制系统模型进行了进一步的改进。通过提高线性化模型的精度,谐波线性化是扩展频域方法在风力发电机初始设计和优化中的适用性的一种有前途的方法。 ——文章发布于2019年5月
  • 《海洋石油模型测算与评估》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2017-05-17
    • 尽管石油被用于平息海上风暴的历史已有几个世纪,人们对海洋石油的形成机制却知之甚少。本研究通过利用定量信息来查验海洋石油形成过程,研究数据来源于1883年一次著名的海上救援,救援队伍曾在风暴期间使用石油来减少大型海上碎浪。 油膜和膜下波浪的建模研究显示,大型碎浪被风力减小所压制。之后调整薄膜表面粗糙度,以假设海面以上风力和能量流的改变。研究结果对于了解空气—海洋的动力交换,包括其在诸如旋风生成和风暴潮的过程中的作用至关重要,尽管这仅强调了风与海洋表面复杂的相互作用中的一个方面。 研究模型中有几个必不可少的条件:模型涉及到的两艘船因顺风而比浮油移动速度更快;在船的上风区域,风应力减小,碎浪随之平静;极性浮油在海面上几乎连续,且在近一个小时内得到修复。模型结果表明,小规模的改变海面粗糙度可能会导致风-海洋系统结构的变化,能量输入降低,而减少的能量输入可以解释为何碎浪被压制。 目前,本研究可能的一个重要应用是通过薄膜来改变天气。基于薄膜能影响海面的蒸发、浪花的形成和风能的摩擦损失,反之,这些因素即可改变天气。例如,当风控飓风发生,蒸发量与湍流能量损失的比例减小时,少量极性油(2 kg / km2)形成的单层薄膜持续时间若足够长,在理论上就可以改变飓风。另外,天然或人为的表层薄膜可以减少气体输送、增加海面温度、改变阳光反射和降低反向散射强度,因此对于上层海域具有重要意义。而且,了解这些影响作用对于环境和气候治理的精细建模至关重要。 (刘雪雁 编译)