0 引言

为解决能源短缺、环境污染这一全球性难题，我国在“十三五”期间提出了大力发展海上风电这一战略决策。我国拥有丰富的海上风能资源，用电负荷中心大多集中于东部沿海地区，开发利用海上风电具有广阔的发展前景。截至2015年，我国海上风电总装机容量已达到5 000 MW，而到2020年底这一数字有望突破30 GW[1]。开发这一安全、清洁、可再生性的海上风能，其技术难度大、成本高，因而一直是制约我国海上风电发展的瓶颈。由于国内开发海上风电起步较晚，与欧洲风电强国相比，各项技术均还不成熟[1]。

作为我国的森林保护资源重要性，在环境改善和经济建设中发挥着不可替代的作用。然而，目前我国许多企业过分追求经济利益，以牺牲森林资源为代价，造成严重的环境破坏，造成林业资源的严重破坏。此外，一些人为私利而人为破坏森林资源，阻碍了我国森林资源的开发。近年来，我国政府越来越重视环境。提出了保护环境的基本国策和可持续发展的概念，为林业资源管理提供了基本保障。

基础结构的安全、稳定是风机正常运行的保证，且基础造价所占比重大。针对当前20～30 m水深条件下的海上风机所采用的大直径单桩、高桩承台、导管架等基础形式，国内外学者就其承载力极限状态下的强度与变形等性状开展了大量理论与试验研究[3-4]。但迄今为止，却鲜有关于以风机支撑结构、基础和地基为一体的整体结构动力特性方面研究工作的报道。

1 风机结构动力特性简述

如图1所示，一座3.5 MW海上风机正常运行工况下叶片转动速率大约为6.9～12.1 RPM (Round Per Minute)，1P荷载频率为0.115～0.2 Hz，由叶片转动对塔架“遮蔽效应”所产生的3P荷载频率为0.345～0.6 Hz(三叶片风机)[5]。目前海上风机设计所主要参考的DNV[6]规范，又在1P及3P频率带基础上提出了±10%预留安全度。因此在风机支撑结构设计中，为避免其自振频率落到这些荷载的频率带内而发生共振危险，可供选择的安全频率范围是很有限的。从经济性和安全性角度出发，一般选择“刚-柔(soft-stiff)”性的设计目标(图1)。

图1 典型风浪频谱图及1P、3P频率带[5] Fig.1 Typical spectrum of wind, wave, 1P and 3P

海上风机是一种自身动力特性受基础刚度变化非常敏感的高、柔性结构物。风机结构自振频率的变化势必对其造成严重的安全隐患。因此研究基础刚度对结构动力特性影响规律是当前大力发展海上风机背景下亟待解决的一项艰巨任务。实际上，与疲劳极限状态紧密相关的支撑结构动力特性将逐渐成为风机设计的控制性条件，且随着对这一问题认识的不断深入，对于风机支撑结构动力特性的研究已逐渐引起学术界和工程界的高度关注[5]。刘超等[7]通过数值计算分析了海上风机在上部风、波浪等荷载下的地基土动应力变化规律，由于地基土动应力的变化直接引起基础刚度的变化，这一研究思路为今后从本质上认识基础刚度的变化规律对上部结构振动特性的影响指明了方向。牛文杰[8]考虑桩-弹性地基的作用，采用集中质量法和柔度法对泥面线以上的单桩风机结构进行多自由度动力分析，以求解结构的自振频率，并系统分析了频率计算的影响因素。

因此在风机的前期概念设计阶段，一般应根据相应的环境荷载条件、场地地质条件及风机本身的功率要求，从支撑结构设计自振频率所应满足的条件进行风机基础和上部结构的选型，或根据已有的选型结果对其安全性作出评估。故在该阶段应在其简化模型上通过经典解析计算理论或有限元方法对影响结构自振频率变化规律的参数进行研究以更好地指导设计。

图2 不同类型基础支撑的风机及其简化模型 Fig.2 Simplified model of wind turbine supported on different types of foundations

相关研究指出，对于图2所示的由各种类型基础所支撑的海上风机，基础-土对上部结构所提供的约束均可通过泥面处以水平刚度kL、转动刚度kR和竖向刚度kV所代表的弹性约束条件来实现[9-10]。若不考虑梁的轴向振动，则可将风机结构简化为顶部带有集中质量，且底部由上述kL和kR提供弹性支撑的Euler-Bernoulli梁，通过建立梁经典振动微分方程并引入相应的边界条件即可求解结构的各阶自振频率。Bhattacharya等[10]通过该方法计算了结构的一阶自振频率，并将理论计算值与模型试验结果和现场实测值进行对比后发现，理论计算值偏大。实际上，将基础-土对上部结构的弹性约束简化为相互独立的水平刚度kL和转动刚度kR的做法是欠精确的。因为与基础顶部水平力和弯矩所对应的水平位移和转角位移间还存在一定程度的耦合效应。相关研究指出，求解风机基础水平和转动位移时，这两种运动模态间的耦合作用较显著，不能忽略[11-12]。Zaaijer[13]指出，求解风机结构自振频率时考虑基础水平刚度kL和转动刚度kR之间的耦合效应可给出较为精确的结果，并满足式(1)所示的刚度矩阵方程。

(1)

式中：u、θ分别为基础的水平与转角位移；而F、M分别为对应于u、θ的水平力和弯矩荷载；由对称性知kRL=kLR。

本文首先在图2所示的风机结构简化计算模型基础上，引入了水平刚度kL与转动刚度kR间的耦合效应kLR，并系统研究了各个计算参数对结构前四阶自振频率的影响规律。

2 改进后的计算理论

根据上述假设将风机结构进一步简化为图3所示的受轴向力P作用且底部弹性支撑的Euler-Bernoulli梁(忽略剪切力引起的弯曲变形，梁横截面为平面)。假设梁的抗弯刚度EI及单位长度质量m沿高度L不变，在梁的横向运动过程中轴向力P的大小和方向不变。塔顶机舱、轮毂和叶片则等效为与悬臂梁刚性连接的集中质量块M。由于一般忽略梁的轴向振动，因此在简化计算模型中未加入竖向刚度(kV)，而仅用水平刚度(kL)、转动刚度(kR)及两者之间的耦合刚度(kLR)代表基础-土对上部结构的约束。在前人研究基础上给出相应的Euler-Bernoulli梁横向自由振动经典方程[14-15]。

图3 风机结构简化计算模型 Fig.3 The simplified analytical model of wind turbine

(2)

式中：y(x,t)为梁的横向运动位移；EI是梁的抗弯刚度；P为由塔顶集中质量M引起的轴向力(P=Mg)；m为塔架单位长度的质量；r为回转半径。下面给出式(2)在塔底(x=0)和塔顶(x=L)分别以弯矩和剪力为条件的边界条件。

x=0处弯矩应满足的条件：

EIy″(0,t)-kRy′(0，t)-kLRy(0,t)=0

(3a)

x=0处剪力应满足的条件：

EIy′″(0，t)+Py′(0,t)+kLy(0,t)+kLRy′(0,t)-

x=L处弯矩应满足的条件：

x=L处剪力应满足的条件：

谢根兰(1973-)，女，安徽省安庆市怀宁人，怀宁县国土资源局，毕业院校：全日制学校是滁州师范专科学校(专业：应用电子技术)，本科是中央广播电视大学(专业：会计学)研究方向：会计学。

对于上述四阶偏微分方程及其边界条件的求解过程，介绍如下：

假设梁的横向运动为简谐振动，则y(x, t)可表示为：

y(x，t)=Y(ζ)·eiωt(ζ=x/L)

(4)

将式(4)代入式(2)及式(3a)～(3d)，可得：

处理后各路面结构层强度发挥率最大值曲线，如图8所示。从图8可看出，处理后，路面结构层的强度发挥率均小于1.0，满足路面结构容许应力要求，虽然路面结构层的最大应力层位于新路面面层，但最大的强度发挥率所在位置为路面底基层，对应的路面材料为低剂量水泥稳定碎石，即为应力控制层。

(5)

引入以下一系列无量纲化参量简化方程及其边界条件(其中β、μ分别为无量纲化惯性距与回转半径)：

ωi=Ωic0(i=1,2,3,…)

(7d)

可将式(5)和边界条件(6 a)～(6d)进一步简化为：

[8] 牛文杰.考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机自振频率[J].地震工程学报，2016,38(5)：713-719.

(8)

Y″(0)-τRY′(0)-τLRY(0)=0

(9a)

Y″′(0)+(κ1+τLR)Y′(0)+τLY(0)=0

(9b)

Y″(1)- βΩ2Y′(1)=0

(1) τL和τR对结构低阶(第1、2阶)自振频率fn的影响趋势类似，fn随τL、τR增大而非线性增大，初始阶段的增长速率较快，而随着刚度继续增大，fn增速逐渐变小。

(9c)

图6为固定τL=τR =10时，在不同的κ值下结构前四阶自振频率随τLR的变化规律。从图中可见，第1阶频率随τLR从0变化到-1过程中而逐渐减小，而第2、3和4阶频率随着τLR从0变化到-1过程中而逐渐增大。结构前四阶频率随κ的变化趋势较类似，表现为在一定的τLR下自振频率随κ的增大而减小。尤其当κ从0.1增大到1过程中对结构频率的影响最为明显。

(9d)

假设梁自由振动时的振幅函数Y(ζ)具有如下形式：

Y(ζ)=eλζ

(10)

将式(10)代入到式(8)后可得式(11)所示的以λ为未知量的特征方程：

λ4+κ1λ2-Ω2=0

(11)

该特征方程含有与梁的自振频率有关的参量Ω，求解该方程得：

因为和Ω2均为非负，所以上述两个根一正一负，故以λ为未知参数的特征方程(11)的四个根为：

[5] 余璐庆,王立忠,BHATTACHARYA S,等.海上风机支撑结构动力特性模型试验研究[J].地震工程学报，2014,36(4)：797-803.

(12)

λ=±iλ1，±λ2

(13)

式中：

(14)

根据上述特征方程根的形式，可知振幅函数Y(ζ)具有如下的形式：

Y(ζ)=c1sinλ1ζ+c2cosλ1ζ+c3sinhλ2ζ+

c4coshλ2ζ

(15)

将式(15)写成矩阵相乘的形式：

Y(ζ)=sT(ζ)c

(16)

其中：

最后得出结论：防疫站会同时用到“瓶装”和“制服”这两个词，另外，纸条中提到的“大架子山”是土名，一般人不知道，这也证明写匿名信和埋纸条的人就居住在山下附近。

s(ζ)=

(17)

c=

(18)

将式(15)代入到式(9 a)～(9d)四个边界条件中，并以矩阵相乘形式表示为：

近年，材料价格波动较大，为避免由此造成承包人管理费、利润等的“水涨船高”，带动工程造价的“虚涨”，在概（估）算中对主要材料进行限价计费有一定的必要性和合理性。但对由此产生的价差处理方式，国家或行业主管部门未作统一规定，造成计价不一。有的省（市）规定列入工程单价税金之前，有的审查部门则要求列入独立费用。

Rc=0

(19)

其中系数矩阵R为：

(20)

代入式(17)中的sj(ζ)，j=1,2,3,4表达式后，对于式(19)矩阵c中变量cj(j=1, 2, 3, 4)有非零解的条件是系数矩阵R的行列式为0，即：

|R|=0

(21)

式(21)是含有λ1，λ2，τL，τR，τLR，α，β，κ1和Ω的非线性方程，数值求解该超越方程即可得到参量Ωj。通过式(22)即可得到梁的各阶自振圆频率ωj。在此基础上，式(23)给出了各阶自振频率fnj的计算过程。

ωj=c0Ωj (j=1,2,3,…)

(22)

京剧发展最为集中的城市莫过于北京、湖北、上海。而现在京剧在这些城市的发展都遇到了瓶颈。马博敏《对上海京剧现状和发展的几点思考》[7]明确表明京剧在上海的艰辛，并提出要找准京剧的地位，加深对京剧本体规律的认识，强调京剧名角的重要性以及要转换运营的机制，加强市场的调动，以此改善京剧在上海的发展困境。

(23)

3 动力特性参数化分析

为了从直观上认识基础刚度(τL、τR和τLR)及上部结构体型参数(如α、κ)对支撑结构动力特性的影响规律，本文基于表1的风机上部结构体型参数，通过对超越方程(21)的数值求解，系统研究了无量纲化的水平刚度τL、转动刚度τR、耦合刚度τLR和塔顶竖向力κ对结构前四阶频率的影响规律。由于塔顶集中质量的惯性重心与塔顶端相距较近，故在计算中假设转动惯量J=0[10]。

3.1 水平刚度的影响

为研究无量纲水平刚度τL对结构前四阶频率的影响规律，在计算中假设τR=10，τLR=-1，结果如图4所示。图中给出了不同的无量纲塔顶竖向轴压力κ下，结构前四阶频率随τL的变化关系。从图4(a)可见，第1阶频率随τL的增大而非线性增大。在τL<10时，第1阶频率随τL的增大而急剧增大；而当τL>10后，频率增速明显变缓；当τL超过一定值(如τL>80)后，随着τL的继续增大，第1阶频率基本保持不变。从图4(b)可见，结构的第2阶频率随着τL的增大而非线性增大，其增长速率却逐渐减小。从图4(a)～(b)还可见，κ对结构第1、2阶频率也有一定影响，在某一τL下，结构频率随着κ的增大而减小。从图4(c)～(d)可见，结构高阶(第3、4阶)频率随着τL的增大而线性增大。在某一τL下，第3、4阶频率随着κ的增大而减小，但是当κ<0.1时，κ对结构高阶频率的影响并不明显。

表 1 数值计算所取上部结构参数[15] Table 1 The parameters used in the numerical calculation

名称数值风机运行功率/MW3叶片转速/RPM221P/Hz0．373P/Hz1．1塔顶集中质量M/kg130000塔高L/m81塔架平均直径D/m3．5塔架平均壁厚th/cm7．5塔架材料密度/(kg/m3)7800杨氏模量E/GPa210

3.2转动刚度的影响

同样，为研究在一定的τL与τLR条件下，结构前四阶频率随τR的变化趋势，在计算中假设τL=10，τLR=-1，相应计算结果如图5所示。从图中可见，当假设τL和τLR为定值时，在不同的κ条件下，τR对结构前四阶频率的影响规律类似。具体表现为：前四阶频率随着τR的增大而非线性增大。在τR<20时，前四阶频率随τR的增大而急剧增大；而当τR >20后，频率增长速率逐渐变缓；当τR超过一定值(如τR >80)后，随着τR的继续增大，各阶频率值基本保持不变。κ对结构前四阶频率均存在不同程度的影响。在一定的τR下，结构各阶频率一般随着κ的增大而减小。当κ从0.1增大到1过程中，对结构频率的影响最为明显。

图4 结构前四阶自振频率随无量纲水平刚度变化关系 Fig.4 The first four natural frequencies vary with the non-dimensional lateral stiffness

图5 结构前四阶自振频率随无量纲转动刚度变化关系 Fig.5 The first four natural frequencies vary with the non-dimensional rotational stiffness

3.3 耦合刚度的影响

Y″′(1)+κ1Y′(1)+αΩ2Y(1)=0

3.4 塔顶竖向轴压力的影响

为系统研究κ值对结构前四阶频率的影响规律，在计算中假设τL=τR=10。图7给出了在不同的τLR条件下结构前四阶频率随κ的变化关系。从图中可见，κ对结构前四阶频率的影响规律类似，各阶频率均随着κ的增大而减小。从图中还可见，在一定的κ下，当τLR从0变化到-1过程中，结构第1阶频率不断减小，而第2、3和4阶频率却不断增大，这与图5所得到的结论是一致的。

4 结论

本文基于考虑塔底耦合刚度影响的风机整体计算模型，系统研究了无量纲水平刚度τL、转动刚度τR、耦合刚度τLR和顶部竖向轴压κ对结构前四阶自振频率的影响，主要结论如下：

张双田[23]基于多孔介质和Syamlal-O′brien曳力双流体模型，研究了振动流化床内气固两相流场分布，用正交试验方法考察了表观气速、振动强度、分布板开孔率对床内气泡行为、床层压降及其波动、床层物料分布及物料流化的均匀性等流化质量的影响，建立了流化质量与影响因素的函数关系式，并进行了显著性检验。结果表明：适宜的分布板床层压降比为0.17，床层径向不均匀度与操作参数、分布板开孔率的关系式为

(2) 结构高阶频率(第3、4阶)随τL的增大而线性增长，随τR的增大而非线性增长。结构第1阶频率随τLR的增大(负值减小)而减小，而第2、3和4阶频率则随τLR的增大而增大。

图6 结构前四阶自振频率随无量纲耦合刚度变化关系 Fig.6 The first four natural frequencies vary with the non-dimensional coupled stiffness

图7 结构前四阶自振频率随无量纲化塔顶竖向轴压变化关系 Fig.7 The first four natural frequencies vary with the non-dimensional vertical axial load

(3) 无量纲塔顶竖向轴压κ对结构各阶频率的影响规律一致，表现为fn均随着κ的增大而减小。

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通过图5、图6变形曲线，可以看出手工焊的焊接横向变形要稍大于自动焊，这与手工焊的焊接热输入及焊接填充量较大有关。手工焊与自动焊两种焊接工艺的焊缝纵向变形量相当，变化都不大，可见焊接过程对纵向变形影响较小。总体而言，焊接变形可以通过改变焊接顺序控制在一定范围内，相对而言手工焊接需要频繁的更换焊接顺序来达到控制焊接变形的目的，势必会增加焊接过程的工作量。

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数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，具有广泛的应用领域，数据库技术是管理信息系统的核心部分，也是进行科学研究和数据挖掘的重要技术手段。首都医科大学的《数据库语言》课程是医学院校各个专业中的一门基础课程，常规的数据库教学大纲围绕以下两方面：1）使学生理解数据库系统的基本概念，提高学生的理论知识和水平。2）使学生掌握基本的数据库技术和方法，培养学生的实际动手能力。随着医学大数据的出现，数据库语言的教学也需要适应数据挖掘的需求，不断改革与创新。通过教学案例，使学生了解数据库在医学领域的应用价值，可以培养学生的科研素质。

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举报信还称，2013年11月起，广东省出现4个疑似接种康泰重组乙肝疫苗后死亡案例，全国累计案例达7例。当时吴浈没有按照法律规定及时召回涉事疫苗，致使死亡案例继续增加。同年12月13日央视曝光后，12月20日食药监总局、卫计委才发出通知暂停涉事疫苗。

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4.金融监管不到位。企业金融监管在管理的过程中没有起到该有的作用，存在着不足，管理部门不能够明确各个部门的岗位职责，所以对其监管的力度就十分有限。一旦发生金融会计风险，就不可避免地会产生部门之间相互推卸责任，问题不能够及时、更好地解决，新的问题重复不断地产生。

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知识库是事实、规则和概念的集合,从存储知识的角度来看,以描述型方法来存储和管理知识的机构叫做知识库[1]。目前，国内基于农业知识库的检索系统主要是模糊查询和基于关键字的全文匹配[2]。模糊查询只能对查询关键词进行最简单的匹配，在查全率和查准率上有着较大的漏洞；而基于关键字的全文匹配运用了全文搜索引擎的检索技术，在准确率和性能上相比前者有了很大的提高，但仅仅是进行字符串的匹配，不能对信息的语义进行准确地揭示。为此，针对湖南省农村科技信息化综合服务平台的大型农业产业知识库，提出了一种农业知识库检索排序模型，并取得了良好的效果。