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大容量海上风电机组发展现状及关键技术 被引量：79
1
作者 姚钢 杨浩猛 +3 位作者 周荔丹 李东东 黎灿兵 王杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期33-47,共15页
随着陆上和近海风电资源紧缺,海上风电场选址从近海走向深远海,规模已达吉瓦级,海上风电机组也向10 MW级以上发展。针对大容量海上风电机组,首先阐述了国内外海上风电机组容量、类型及变流器等关键技术的发展现状。其次,对大容量三相和... 随着陆上和近海风电资源紧缺,海上风电场选址从近海走向深远海,规模已达吉瓦级,海上风电机组也向10 MW级以上发展。针对大容量海上风电机组,首先阐述了国内外海上风电机组容量、类型及变流器等关键技术的发展现状。其次,对大容量三相和多相化海上风电机组及其遇到的问题和关键技术进行分析,给出了未来多相化海上风电机组的拓扑结构设计和控制策略优化方法。最后,对大容量海上风电机组发展趋势进行了总结。 展开更多
关键词 海上风电机组 变流器 拓扑结构设计 优化运行
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海上风电机组状态监控技术研究现状与展望 被引量：72
2
作者 傅质馨 袁越 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期121-129,共9页
海上气候环境恶劣,风电机组维护困难,故障率高。状态监控技术的发展和完善有助于提高海上风电机组的运行性能,提高风电场生产效益。对现有海上风电机组状态监控技术的相关研究进行分类总结,包括监控系统开发、状态信息采集、状态信息传... 海上气候环境恶劣,风电机组维护困难,故障率高。状态监控技术的发展和完善有助于提高海上风电机组的运行性能,提高风电场生产效益。对现有海上风电机组状态监控技术的相关研究进行分类总结,包括监控系统开发、状态信息采集、状态信息传输、风电机组故障诊断、风电机组状态控制、风电场运行成本分析等,对亟待解决的问题进行了探讨,并指出今后的发展方向,为构建稳定性强、灵活性好、智能化程度高的海上风电机组状态监控系统提供有益参考。 展开更多
关键词 海上风电 风电机组 状态监控 故障诊断 信息采集与传输 可靠性
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海上风电的若干关键技术综述 被引量：56
3
作者 林鹤云 郭玉敬 +4 位作者 孙蓓蓓 蒋彦龙 黄允凯 张建润 卢熹 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期882-888,共7页
海上风力发电是风电产业未来的主要发展方向.着重对海上风电所涉及的若干关键技术及发展情况进行了论述与分析,包括发电机设计及新结构研究、叶片材料选择与翼型设计、桨距控制技术、冷却系统设计技术及新进展、变流器及其控制器技术、... 海上风力发电是风电产业未来的主要发展方向.着重对海上风电所涉及的若干关键技术及发展情况进行了论述与分析,包括发电机设计及新结构研究、叶片材料选择与翼型设计、桨距控制技术、冷却系统设计技术及新进展、变流器及其控制器技术、风机塔架设计关键技术与基础结构选择、输电并网系统架构和风机状态监测技术等.采用大型直驱/半直驱风机、封闭循环式冷却系统、翼型设计的柔性叶片、多电平变流器和悬浮式基础结构,应用高压直流输电技术,并配置状态监测系统的大型深海风场是未来海上风电技术的发展主流. 展开更多
关键词 海上风电 风机技术 冷却技术 风机塔架与基础结构 输电并网 状态监测
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3.6MW海上风机单桩基础设计与分析 被引量：55
4
作者 王国粹 王伟 杨敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期95-100,共6页
统计数据表明海上风机基础中单桩基础形式所占比例在65%以上,因此对单桩基础设计与分析方法的研究更显其重要性。基于多个海上风电场设计实践和经验归纳了海上风机单桩基础的设计要点。海上风机所处的海洋环境决定了单桩基础所受荷载多... 统计数据表明海上风机基础中单桩基础形式所占比例在65%以上,因此对单桩基础设计与分析方法的研究更显其重要性。基于多个海上风电场设计实践和经验归纳了海上风机单桩基础的设计要点。海上风机所处的海洋环境决定了单桩基础所受荷载多为水平向长期循环荷载,为此,在总结现有水平受荷桩计算方法的基础上,建立了可以考虑长期循环荷载影响的理想弹塑性桩土相互作用计算模型。以我国某海上风电场为例,采用单桩基础形式进行了基础方案设计,并在设计计算中展开了上述方法与国际上其他单桩分析方法的对比分析,以验证其有效性。理想弹塑性方法计算方便,能够考虑土层分布和施工条件以及长期循环荷载对桩基性状的影响,可应用于单桩海上风机单桩基础设计。 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 水平受荷桩 理想弹塑性
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海上风力发电场开发现状及趋势 被引量：34
5
作者 宋础 刘汉中 《电力勘测设计》 2006年第2期55-58,共4页
阐述了开发海上风电场的优势及当前海上风电场的开发现状,研究了海上风电场的风电机组设备和支承结构,分析了海上风电场的发展趋势及前景。可为国内外从事新能源研究及开发的工作者提供素材及拓展思路。
关键词 海上风电 风力发电机 支承结构 发展趋势
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我国海上风电发展关键技术综述 被引量：46
6
作者 李铮 郭小江 +1 位作者 申旭辉 汤海雁 《发电技术》 2022年第2期186-197,共12页
海上风电是我国可再生能源领域的重要发展方向。首先概括了国内海上风电产业目前的开发情况,分析了国内海上风电行业产业链的发展趋势,然后从细分技术领域介绍了目前海上风电行业的前沿技术。所述涵盖机组技术,包括叶片设计与变桨、传... 海上风电是我国可再生能源领域的重要发展方向。首先概括了国内海上风电产业目前的开发情况,分析了国内海上风电行业产业链的发展趋势,然后从细分技术领域介绍了目前海上风电行业的前沿技术。所述涵盖机组技术,包括叶片设计与变桨、传动链、电机、变流器、主控系统等;组网输电技术,包括交、直流及低频输电技术,以及紧凑轻型化海上平台设计技术;工程建设技术,包括海洋工程、风电场建设及海底电缆等技术;海上风电运维技术,包括海上风电预测、尾流预测、优化调度、监测检修等技术。研究结果可为我国海上风电发展提供参考。 展开更多
关键词 海上风电 风电场 风机 输电
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海上风力发电机组基础的选择 被引量：35
7
作者 邢作霞 陈雷 姚兴佳 《能源工程》 2005年第6期34-37,共4页
介绍了海上风力发电的发展现状,结合海上采油平台形式,对海上风电机组采用的基础定义、基础类型及其选择进行了介绍。
关键词 海上风电 海上风电机组 支撑结构
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海上风电吸力式筒型基础应用研究 被引量：41
8
作者 张浦阳 黄宣旭 《南方能源建设》 2018年第4期1-11,共11页
[目的]筒型基础是一种极具潜力的环境友好型海上风电基础,如何有效的实现筒型基础顺利下沉到设计深度和下沉过程结构垂直度的精准控制,避免筒内土塞隆起或筒裙及分舱板变形甚至屈曲带来的安装风险是筒型基础应用层面的关键问题。[方法]... [目的]筒型基础是一种极具潜力的环境友好型海上风电基础,如何有效的实现筒型基础顺利下沉到设计深度和下沉过程结构垂直度的精准控制,避免筒内土塞隆起或筒裙及分舱板变形甚至屈曲带来的安装风险是筒型基础应用层面的关键问题。[方法]通过总结吸力式筒型基础在国内外风电工程中的应用,分析了筒型基础施工过程中下沉和调平两个关键问题涉及的相关机理和方法。[结果]研究表明:准确预测复杂土质条件下筒型基础施工过程下沉阻力及施工临界吸力和施工过程可能发生的结构变形等不稳定性态分析将有效规避单筒型、多筒型和单筒多舱复合型筒型基础吸力下沉调平过程中的施工风险。[结论]海上风电吸力式筒型基础应用总结分析,可以为实际工程提供筒型基础下沉和调平施工方案的相关参考。 展开更多
关键词 海上风机 测风塔 吸力式筒型基础 一体化运输安装
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海上风电机组电气设备状态检修技术研究现状与展望 被引量：37
9
作者 高晨 赵勇 +2 位作者 汪德良 成永红 陈晓路 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期30-42,共13页
该文阐述了海上风力发电机组主要电气设备运行状态检修技术研究现状,分别介绍了状态监测、状态评价以及检修决策等,对未来海上风力发电机组电气设备状态检修技术发展方向进行了概述。通过大量文献研究表明,状态监测方面,发电机与变频器... 该文阐述了海上风力发电机组主要电气设备运行状态检修技术研究现状,分别介绍了状态监测、状态评价以及检修决策等,对未来海上风力发电机组电气设备状态检修技术发展方向进行了概述。通过大量文献研究表明,状态监测方面,发电机与变频器电气状态监测技术主要还是集中在电流特征分析、电压信号分析、功率分析等电气信号分析手段;通过时域、傅里叶变换、小波变换等信号处理手段提取特征参量;基于箱式变压器的电气状态监测技术相比于陆上大型电力变压器略显不足,可用于监测提取的状态参量较少。状态评价方面,相比于传统的物理模型与数据分析,神经网络模型与模糊评价仍是目前比较有效的方法。检修决策方面,目前更多的还是依靠传统的故障树以及马尔可夫、改进马尔可夫过程。伴随着技术进步与运维工作经验积累,多参量监测系统、部件-系统-整机的完善评价标准体系、综合机会检修、组合检修与排程优化的决策技术将成为海上风力发电机组运维领域未来发展的方向。 展开更多
关键词 海上风力发电机组 电气设备 状态监测 状态评价 状态检修
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基于可靠性和维修优先级的海上风电机组预防性维护策略优化 被引量：38
10
作者 刘璐洁 符杨 +1 位作者 马世伟 许伟欣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期5732-5740,6015,共9页
由于海上风电机组所处的特殊运行环境,针对其运行维护时的维护等待问题,提出基于可靠性和维护优先级的预防性维护策略。首先,结合天气可及度,采用排队理论描述维护等待时间。在对等待时间测算的基础上,将风电机组作为多部件复杂系统,按... 由于海上风电机组所处的特殊运行环境,针对其运行维护时的维护等待问题,提出基于可靠性和维护优先级的预防性维护策略。首先,结合天气可及度,采用排队理论描述维护等待时间。在对等待时间测算的基础上,将风电机组作为多部件复杂系统,按照实际可及情况,更新机组部件和系统的可靠性。然后以机组系统性能为主,部件性能为辅,对机组进行不完全维护。在考虑维护成本和对机组可靠性改善的因素影响下,构建了维护优先数,并采用数据包络分析方法(data envelopment analysis,DEA)求解,以确定各个部件的维修方式及次序。再以维护的单位时间成本最优为准则,进而得到机组的维修范围。最后,以某海上风电机组为例,验证了该维护策略的有效性,并分析了天气可及、维修时间对维护策略的影响。 展开更多
关键词 海上风电机组 维护策略 维护等待时间 可靠性 维护优先级
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海上风电场风机安装概述 被引量：32
11
作者 张崧 谭家华 《中国海洋平台》 2009年第3期35-41,共7页
阐述了目标同为降低海上作业时间的3种风机安装理念,探讨了风机基础的选用与安装,并对比介绍了各种风机安装船舶。最后对我国海上风电场的风机安装提出了几点建议。
关键词 海上风机 风机基础 安装方法 安装船舶
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V-H-T荷载空间内海上风机桶形基础破坏包络面特性分析 被引量：33
12
作者 范庆来 栾茂田 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期113-118,共6页
与海上采油平台的基础不同,用于海上风力发电机的吸力式桶形基础不但承受着上部结构所传来的竖向荷载V、风浪等引起的水平荷载H,还承受着叶片等旋转机构传来的扭矩T。在swipe加载方法和固定位移比加载方法的基础上,建议了荷载-位移联合... 与海上采油平台的基础不同,用于海上风力发电机的吸力式桶形基础不但承受着上部结构所传来的竖向荷载V、风浪等引起的水平荷载H,还承受着叶片等旋转机构传来的扭矩T。在swipe加载方法和固定位移比加载方法的基础上,建议了荷载-位移联合搜索方法。采用该方法对于桶形基础在V-H、V-T、H-T荷载平面内以及V-H-T非共面复合加载条件下的稳定性进行了三维有限元数值分析,得到了V-H-T荷载空间内的破坏包络面。由此可根据实际的受力状态与该破坏包络面之间的相对关系,评价实际荷载状态下海上风力发电机桶形基础的稳定性。 展开更多
关键词 海上风力发电机 桶形基础 破坏包络面 稳定性 复合加载
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风波联合作用下的风力机塔架疲劳特性分析 被引量：31
13
作者 刘胜祥 李德源 黄小华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1430-1436,共7页
研究了海上风力机圆筒型塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法;建立了基于Palmgren Miner线性累积损伤法则的混泥土塔架安全寿命估计方法。应用线性波理论仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒型塔架上的波浪载荷。通过... 研究了海上风力机圆筒型塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法;建立了基于Palmgren Miner线性累积损伤法则的混泥土塔架安全寿命估计方法。应用线性波理论仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒型塔架上的波浪载荷。通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,建立了波浪力的分析计算模型;用有限元数值分析方法,求解了塔架在风波联合作用下的位移、速度、加速度以及应力响应等;用雨流计数法统计循环参量,将工作循环应力水平等寿命转换成对称循环下疲劳载荷谱,分析了变幅载荷谱下塔架的疲劳损伤及疲劳寿命。算例表明:该文的工作为海上风力机系统气动弹性分析、风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供了实用的分析方法。 展开更多
关键词 海上风力机 塔架 风波载荷 疲劳寿命
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海上风力发电机组塔架海波载荷的分析 被引量：22
14
作者 王湘明 陈亮 +1 位作者 邓英 王婀娜 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2008年第1期42-45,共4页
由于海上风力发电机组的外界载荷条件比陆地上的风力发电机组更加复杂,因此在机组设计中要考虑到海上风机载荷条件.在研究海波性能和运动规律的基础上,给出了海水中的塔架载荷的计算公式;针对海上风力发电机组的结构特点,将研究的海波... 由于海上风力发电机组的外界载荷条件比陆地上的风力发电机组更加复杂,因此在机组设计中要考虑到海上风机载荷条件.在研究海波性能和运动规律的基础上,给出了海水中的塔架载荷的计算公式;针对海上风力发电机组的结构特点,将研究的海波载荷计算方法用于风机的塔架载荷计算,以1.0 MW风力发电机组为例,对塔架所承受的海波载荷和风载荷进行了计算,经过对比分析可知,风载荷大于海波载荷并为同一数量级的载荷,因此,在设计中更应注意这两种载荷的耦合作用. 展开更多
关键词 海上风力发电机组 海波载荷 风轮载荷 海波性能 运动规律
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海上风机桩基础与导管架的灌浆连接 被引量：27
15
作者 黄立维 杨锋 张金接 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期39-42,45,共5页
对海上风机桩基础与导管架的灌浆连接技术进行了总结,并通过室内试验和有限元计算分析,从灌浆材料、施工工艺、设剪切键的作用和环形空间内部结构设计等方面,对桩基础与导管架的灌浆连接技术进行探讨。根据某海上风电场的地质及荷载条件... 对海上风机桩基础与导管架的灌浆连接技术进行了总结,并通过室内试验和有限元计算分析,从灌浆材料、施工工艺、设剪切键的作用和环形空间内部结构设计等方面,对桩基础与导管架的灌浆连接技术进行探讨。根据某海上风电场的地质及荷载条件,对所取得的研究成果进行了计算验证,可为海上风电建设或海上类似工程提供参考。 展开更多
关键词 海上风机 灌浆连接 剪切键 风力发电 设计
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试析海上风机在强台风下叶片受损风险与对策——考察红海湾风电场的启示 被引量：25
16
作者 王景全 陈政清 《中国工程科学》 2010年第11期32-34,共3页
2003年9月近海丘陵区风电场———汕尾红海湾风电场风机叶片被台风"杜鹃"吹坏。从破坏形式可以断定叶片曾发生大幅度扭转颤振而且与不利地形有关。从这一实例来看,同等强度台风情况下海上风机叶片受损的风险可能低于海岸风机... 2003年9月近海丘陵区风电场———汕尾红海湾风电场风机叶片被台风"杜鹃"吹坏。从破坏形式可以断定叶片曾发生大幅度扭转颤振而且与不利地形有关。从这一实例来看,同等强度台风情况下海上风机叶片受损的风险可能低于海岸风机,因为海面平坦,不具备风向局部变化条件。此次风灾也表明,保持风机处于停转顺桨,但可偏航的暂停状态是叶片防损的关键。 展开更多
关键词 海上风机 强台风 叶片受损 风险 对策
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基于GRU和注意力机制的海上风机齿轮箱状态监测 被引量：27
17
作者 苏向敬 山衍浩 +1 位作者 周汶鑫 符杨 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第24期141-149,共9页
海上风电机组齿轮箱运行状态的有效监测和及时预警对海上风机运维工作具有重要意义。为此,提出一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)和注意力机制的海上风电机组齿轮箱状态监测方法。在训练阶段,通过注意力机制自动提取海上... 海上风电机组齿轮箱运行状态的有效监测和及时预警对海上风机运维工作具有重要意义。为此,提出一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)和注意力机制的海上风电机组齿轮箱状态监测方法。在训练阶段,通过注意力机制自动提取海上风电SCADA数据集输入参量与目标建模参量间的关联关系,同时采用GRU网络提取数据间的时序依赖关系,进而建立风电机组齿轮箱的正常行为模型。在测试阶段,采用指数加权移动平均值(Exponentially Weighted Moving-Average,EWMA)控制图对目标建模参量实际值和模型预测值间的输出残差进行监控,实现海上风机齿轮箱运行状态的实时监测和预警。最后基于东海大桥海上风电场真实数据对所提方法的有效性和优越性进行了验证。结果表明:所提方法对故障和正常运行条件下的海上风电机组齿轮箱状态均可进行有效监测,且相比现有陆上风机状态监测方法具有更高的精度和可解释性,并能更早地揭示故障趋势。 展开更多
关键词 海上风电机组 齿轮箱 状态监测 门控循环单元 注意力机制
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大型海上风力机尾迹区域风场分析 被引量：24
18
作者 任年鑫 欧进萍 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期327-332,共6页
随着世界范围内海上风电场的不断兴起及海上风电场设计规模的日趋庞大,大型海上风力机尾迹区域风场特征的研究对于海上风电场的优化布局有着重要的指导意义。本文基于三维Navier-Stocks控制方程和适用于旋转流场分析的RNGk-ε湍流模型,... 随着世界范围内海上风电场的不断兴起及海上风电场设计规模的日趋庞大,大型海上风力机尾迹区域风场特征的研究对于海上风电场的优化布局有着重要的指导意义。本文基于三维Navier-Stocks控制方程和适用于旋转流场分析的RNGk-ε湍流模型,采用滑移网格技术对美国可再生能源实验室(NREL)的5 MW海上风力机的性能及其尾迹区域的风场特征进行了较为系统的数值模拟。通过将不同风速下风力机输出功率的数值结果与NREL的设计参考数据进行对比,三维数值模型的有效性得到了很好地验证。此外,在此基础上进一步研究了大型海上风力机额定风速下及不同风轮转速下尾迹区域平均风速的分布特征,并得到了一系列具有参考价值的重要结论。 展开更多
关键词 海上风力机 尾迹区域 k-ε RNG湍流模型 滑移网格
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考虑部件相关性的海上风电机组预防性维护策略 被引量：23
19
作者 符杨 杨凡 +2 位作者 刘璐洁 王毅 潘捷 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期4057-4063,共7页
海上风电机组部件故障相互作用,维护频繁,导致机组可靠率低,维护成本居高不下。首先,采用威布尔比例失效模型描述部件风险度,利用Copula函数构建多部件联合风险度模型。然后,上层模型以考虑联合风险度的维护总成本最小为目标,下层模型... 海上风电机组部件故障相互作用,维护频繁,导致机组可靠率低,维护成本居高不下。首先,采用威布尔比例失效模型描述部件风险度,利用Copula函数构建多部件联合风险度模型。然后,上层模型以考虑联合风险度的维护总成本最小为目标,下层模型以考虑联合风险度的机组风险度最低为目标,部件风险度为约束进行校验。上下层以风险度约束作为纽带,减少迭代次数,达到降低求解规模的目的。最后,以某海上风电机组为例,验证该维护策略的有效性,并对维护成本、机组可靠度进行了分析。 展开更多
关键词 海上风电机组:机会维护策略 相关性 联合风险度 双层优化
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基于FLOW-3D的单桩海上风电基础防冲刷数值模拟研究 被引量：22
20
作者 净晓飞 刘国 +2 位作者 柏延强 贾家喻 张金凤 《水道港口》 2021年第6期724-730,共7页
随着近年海上风电的快速发展,海上风电基础的防冲刷问题越来越引起重视。为深入分析海上风电单桩基础的冲刷过程及防冲刷措施的效果,利用FLOW-3D三维模拟软件对有无防护下的单桩基础进行数值模拟并和模型实验对比。结果表明:FLOW-3D可... 随着近年海上风电的快速发展,海上风电基础的防冲刷问题越来越引起重视。为深入分析海上风电单桩基础的冲刷过程及防冲刷措施的效果,利用FLOW-3D三维模拟软件对有无防护下的单桩基础进行数值模拟并和模型实验对比。结果表明:FLOW-3D可以较好地反映各防护措施下的冲刷过程,与模型实验结果吻合良好;抛石和软体排在一定条件下可以有效防护海床冲刷。研究可为海上风电基础的冲刷计算和防护设计提供参考。 展开更多
关键词 海上风电 单桩基础 FLOW-3D 数值模拟 冲刷 抛石 软体排
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