漂浮式风机是一种借助漂浮式基础使整个风电机组漂浮于水面之上，通过系泊系统锚固在海床的风力发电机组。因其突破了水深限制，具备在远离岸边、水深较深的海域安装和运行的优势，在海上风电领域发挥着日益重要的作用。为进一步推动漂浮式风电技术的发展，该文梳理了漂浮式风电技术的发展现状，剖析了当前漂浮式风电面临的一些瓶颈问题; 在此基础上，着重阐述了目前全球单体容量最大漂浮式风电平台“明阳天成号”所采用的多项创新技术，包括预应力超高强度混凝土技术、复合材料轻量化浮筒设计和建造技术、智能感知协同控制技术、单点系泊技术、双风轮技术、抗台风技术等，体现了中国在漂浮式风电设计、建造、安装、监测等一系列技术上具备的新质生产力，以期为未来漂浮式风电技术的设计优化提供实际工程借鉴和参考。
多学科、多目标优化技术对于提高浮式风电基础设计技术水平、突破产业瓶颈具有重要意义。该文系统梳理了浮式风电基础优化问题的解决思路，并针对优化模型构建的基本要素展开了讨论，总结了现有研究中所采用的优化变量、优化目标、约束条件及其选取的原则; 分析了该领域当前常用的优化算法，讨论了各类算法对于不同类型优化问题的适用性; 回顾了已有研究中所采用的仿真和计算模型，重点讨论了已有研究在提高仿真精度和效率方面开展的尝试; 最后结合案例对多目标优化的流程和方法进行了简要介绍。该文介绍了多学科、多目标优化技术在浮式风电基础设计领域的应用情况及当前面临的主要问题，为相关领域的研究和实践提供了参考。
海上风电单桩基础的桩长多为50~100 m，比海洋平台桩基的略短，但桩径的大幅增加易导致(超)大桩重的产生。在(超)大桩重的桩基进行沉桩过程中，有必要对其是否发生溜桩进行判别。该研究基于海上风电场单桩基础的实测数据，对风电单桩发生溜桩的影响因素和判别方法进行了探讨。结果表明，大直径单桩在砂-黏交替出现场地容易发生溜桩，当砂层厚度不大于0.2 D (D为桩基直径)，黏土层厚度不小于0.4D时，溜桩风险最大。根据以空腔膨胀理论为基础得到的不同形状物体在土体中运动速度的计算公式，采用现场27根桩的实测数据，得到了计算桩基贯入速度所需要的形状参数; 进一步提出了计算桩基贯入速度的计算流程，获得桩基贯入过程中速度随深度的变化，并据此对溜桩范围进行判别。验证结果表明，该研究构建的判别方法所得结果和工程现场实际测试结果吻合度较高。该研究可为海上风电单桩溜桩判别提供科学的依据。
波浪能作为绿色可再生能源，是中国实现碳中和目标不可忽视的组成部分，同时也可为能源转型作出贡献。然而，近岸沿海地区的波浪能量密度较低，布放于此的波浪能发电装置的效率也较低。使用抛物线型波能汇聚装置能够将波浪能量聚焦到特定区域，从而显著增加可用的波浪能量以供波浪能转换装置俘获利用。该文通过数值模拟和物理模型实验，分析了不同波浪周期下抛物线型波能汇聚装置的焦距变化对波浪能量聚集的影响。研究发现，波能聚焦位置围绕理论焦点随波浪周期循环往复移动，波能聚焦区域以理论焦点为中心沿弦长方向对称分布。随着焦距的减小与入射波浪周期的缩短，理论焦点位置的波能聚焦效果愈发优异。
当前，海上固定式光伏支架结构的适用水深为3~5 m，为了扩大其适用水深范围，明确相应的结构形式，亟须建立一套高效的自动仿真优化方法，解决多个设计变量间的“组合爆炸”问题。该文提出了一种适用于非线性多目标问题的参数化有限元分析与优化设计方法，选取水深、桩基数量、支架结构参数等作为优化变量，最小化成本和最大化结构刚度为优化目标。通过Isight平台，集成有限元分析和多岛遗传算法，实现了对4~16 m水深光伏支架的自动仿真优化。研究结果表明：在满足所有设计约束的情况下，结构经过优化设计，适用水深可增加至16 m，这为浅海光伏发展提供了技术支持。同时，该方法克服了结构优化问题中同时包含离散变量和连续变量的困难，去除了传统方法中大规模建模仿真计算的过程，明显提升了优化计算效率，可为其他海上新型结构的初步设计提供理论参考。
垂直轴风机簇是一种将多台垂直轴风机安装在同一基础上的浮式结构，旨在提高海洋空间利用率和降低浮式风电成本。簇中风机不同的布置方式以及浮动平台纵摇运动均会影响风机的发电效率。为研究其中的联合影响机理，该文构建了单台风机和垂直轴风机簇的三维计算流体动力学模型，首先计算了单台风机在不同叶尖速比下的功率系数，通过与试验结果的对比验证数值建模方法的准确性，然后在流体域中引入第二台风机形成风机簇，并在其基础底部施加周期性纵摇运动，以研究纵摇运动下双转子浮式垂直轴风机簇的2种典型布置方式(并排和错排)，并分析并排或错排布置时，3种旋转方式下的流场特性和功率变化规律。结果表明，纵摇运动显著影响风机簇中各风机的转矩峰值和谷值，进而对风机的功率产生影响; 在纵摇运动条件下，并排、错排布置的风机簇的平均功率均高于单台固定风机，最大增幅可达6.69%; 风机簇中风机的旋转方式对并排和错排布置风机的功率系数均有一定影响，但对错排布置中的风机影响更为显著。
漂浮式风机锚泊系统的分析与优化设计涉及诸多变量，通常依赖经验以迭代试错法进行，在设计阶段需要耗费大量的计算资源和时间成本。该文提出了综合考虑锚泊系统安全性能、定位性能以及经济性能的多目标锚泊系统优化方法，并基于遗传算法和锚泊分析程序开发了锚泊系统智能优化设计程序；以运行在中国南海海域50 m水深的15 MW大功率漂浮式风机为研究对象，利用智能优化程序开展锚泊系统优化设计研究，并建立漂浮式风机时域全耦合数值模型，考虑工作工况、极端工况和破断工况等典型工况，比较分析锚泊系统优化方案和原方案的经济成本以及对漂浮式风机动力响应的影响。结果表明，锚泊系统优化方案的经济成本较该风机原有锚泊方案降低了17%，且定位性能和安全性能都有显著提升，进而证明了该文提出的锚泊系统智能优化方法和程序具有可行性和有效性，可为漂浮式风机锚泊系统优化设计提供技术支撑和指导作用。
大直径单桩基础在近海风电中被广泛应用，但海洋动力环境导致的冲刷效应会显著影响桩基础的承载力以及结构的整体动力响应。为了评估整体冲刷和局部冲刷效应的影响，该文基于Abaqus有限元软件建立了冲刷平衡后的桩-土相互作用数值分析模型，采用考虑粒间应变张量的土体亚塑性动本构模型开展分析计算，揭示冲刷平衡后大直径单桩的承载机理，探究冲刷引起的剩余土体固结状态改变和局部冲刷深度对循环受荷单桩水平承载力响应的影响。结果表明，冲刷地形中大直径单桩水平土抗力主要由浅层楔形破坏区和基底旋转剪切区的土阻力贡献，局部冲刷深度变化主要影响桩周楔形破坏区的土阻力大小。此外，冲刷会诱发剩余土体固结状态改变，采用冲刷前的土体参数确定的桩-土相互作用刚度评估冲刷后单桩水平位移响应，会使位移峰值高估约23%。
浮式垂直轴风机凭借相对较低的能源成本展现出广阔的发展前景。半潜型浮式垂直轴风机作为一种稳性高、适应性强的浮式垂直轴风机，具有低重心的优势，但其在风浪联合作用下的响应特性和影响机制有待深入研究。该文以5 MW半潜型浮式垂直轴风机为研究对象，基于缩尺比为1∶50的水池模型试验分析其动力响应特性。首先，针对该原型风机设计了一款性能缩尺转子以匹配目标推力和侧向力。同时开发了一套针对浮式垂直轴风机水池模型实验的光纤光栅-光纤滑环应变传感系统，用于测量叶片和横撑的应变响应。结果表明，所设计的性能缩尺转子能够复现原型风机的推力和侧向力，所开发的应变测量系统具备高灵敏度，能够有效捕捉由外界激励引起的应变；针对锚链张力和塔底弯矩，f3P(3倍转子频率)成分占主导, 叶片和横撑应变响应分别由f1P成分和f2P成分占主导。
漂浮式海上风机(floating offshore wind turbine, FOWT)的结构运动对风机的气动特性产生复杂的影响，具体表现为叶片攻角的周期性变化、气动载荷的不稳定性以及功率输出的波动。该文首先对FOWT在六个自由度方向的运动分别展开研究，将结构运动化简为简谐运动，定量分析运动幅值、频率等因素对FOWT的气动特性的影响。进一步，基于叶素动量理论(blade element momentum, BEM)和多体动力学理论，采用风机一体化分析软件OpenFAST对FOWT开展了气动分析。之后，对简谐运动下风机的推力系数和转矩系数进行统计分析。此外，针对纵荡和纵摇运动下，FOWT受到的轴向气动载荷和气动转矩进行时域和频域的具体分析，进而对固定式和漂浮式的海上风机的发电功率和发电量进行比较。研究结果表明，六个自由度运动中，纵荡和纵摇运动对FOWT的推力和转矩的影响程度大于其他自由度运动。纵荡和纵摇运动的幅值和频率与FOWT的轴向气动载荷和气动转矩的波动变化相关。与固定式风机相比，纵荡和纵摇运动下的FOWT的发电功率产生的波动更剧烈，但总发电量变化较小。
风机中心布置的Y形和偏心布置的Δ(Delta)形半潜式平台是深远海半潜式风机的主流平台形式，但其动力特性差异缺乏系统量化对比的相关研究。该文以最小化系统成本和累积疲劳损伤为目标，以平台及系泊关键主尺寸为变量，优化设计了适配DTU 10-MW风机的中心布置和偏心布置的半潜式平台及系泊方案；采用风浪联合的缩尺模型试验方法，针对风机的额定作业和极限自存的典型工况，测试了2类半潜式风机在风单独作用、波浪单独作用以及风浪联合作用下的动力响应；通过在时频域内对关键动力特性(平台运动、机舱加速度、塔基弯矩和系泊导缆孔张力)的统计分析，揭示了环境荷载作用效应及其耦合特性。结果表明，Δ形半潜式风机存在垂荡和纵摇的耦合效应，纵摇会放大偏心风机的垂向运动；针对机舱加速度和塔基弯矩，Y形半潜式风机在长波浪周期极端工况下更大，Δ形半潜式风机在小波浪周期作业工况下更大。将该研究获得的典型工况动力特性与全寿命周期海况相结合进行分析，可为深远海浮式风电平台选型设计提供量化评价依据。
不同于传统的两端固定的采油立管，深海采矿立管的底部附加中间仓，呈现弱约束形式。在作业过程中易受到复杂的深海剪切流作用，产生涡激振动导致结构损伤。该文采用WKB和尾流振子结合的方法，研究深海采矿立管在剪切流作用下的振动特性，并通过与前人试验结果对比，验证本研究所采用的数值方法的准确性。结果表明：随着剪切参数的增大，立管振动的主导模态增加，底部节点振动位移呈现先减小后稳定的运动规律；随着剪切流最大流速的增加，底部自由端位移呈现先增大后减小的规律；考虑立管振动模态转换时，随着来流速度增加，立管的振幅增加，并会从立管顶部产生新的模态；深海采矿立管比传统采油立管具备更高的自由度，易激发出高阶的模态；考虑立管参数时，发现Young's模量较大的立管会呈现更高阶的模态，随立管长径比参数的增大，振动主导频率增大，响应值降低。
针对边缘云环境中的服务功能链部署挑战，特别是资源限制、延迟满足和收入成本之间的权衡，该文提出了在延迟、计算资源和通信资源约束下，边缘云环境中服务功能链在线部署收益最大化的问题，并设计了基于深度强化学习的算法SDRM-EC-DPR。首先，根据市场供求规律为计算设备构建了部署成本模型，以此消除设备异构性并评估请求是否值得被接受；随后，为模型构建Markov决策过程，结合对决型双重深度Q网络(dueling double deep Q-network，D3QN)算法来处理大规模且复杂的决策过程，为优化学习效率并防止陷入局部最优，在D3QN的基础上引入优先经验回放机制及随机网络蒸馏技术。仿真实验在不同设备规模和服务功能链请求数量组合下展开，结果表明，相较于对比算法，SDRM-EC-DPR算法在总收益上实现了8.82%~18.95%的增长，此外，SDRM-EC-DPR算法在提高请求接受率、降低端到端延迟、优化运行时间以及负载均衡方面也表现出了明显优势。
与显式情感分析不同的是，隐式情感分析主要是针对那些不显式包含情感极性却在语境中明确表达了情感观点的句子进行的深层次隐含语义分析，其在细粒度情感分析中被广泛应用。目前已有工作主要通过预训练语言模型来获取文本表示并通过微调推理情感语义信息，但对于文本深层次的隐含语义推理分析仍有不足，容易产生“幻觉”现象。该文提出一种基于教师-学生模型的隐式情感推理框架(reasoning implicit sentiment with teacher-student prompting, RI-TSP)，其中教师模型采用大规模语言模型T5，运用零样本思维链提示构建推理样本，并利用知识蒸馏、迁移学习等技术使训练小模型具备一定的语义分析和多跳推理能力。实验结果表明，在Laptops和Restaurants这2个公开数据集上，该文提出的RI-TSP方法与基于Prompt的模型相比，在隐式情感推理分析中的准确率分别提升了1.73%和3.49%，F1值分别提升了2.30%和1.46%，训练效率分别提升了25.0%和50.0%。
由于安全事件频发和数据泄露风险增加，内部威胁检测引起了学术界和工业界的广泛关注。现有方法通过分析用户操作日志以识别异常行为，但容易忽略用户间的关系和行为模式随时间的演变，且普遍存在数据不均衡问题，影响了模型的性能。针对这些挑战，该文提出了基于动态自注意力深度神经网络(dynamic self-attention deep neural network)的内部威胁检测模型(DySAT_DNN模型)，该模型采用结构自注意层和时序自注意层，在结构自注意层中，利用注意力机制对单一时间点的相邻信息进行聚合；在时序自注意层中，跨越多个时间点捕获用户行为的动态变化。基于CERT R4.2数据集开展验证实验，证明了该模型在内部威胁检测任务上的性能优于传统分类器模型。为了应对数据不均衡问题，该文探索并找到有效的采样策略以平衡正负样本比例。实验结果显示，与当前基线模型相比，DySAT_DNN模型在召回率和曲线下面积(AUC)等关键指标上表现出色，以此验证了其在内部威胁检测中的有效性和优越性。
随着海洋牧场及海上风电的快速发展，将人工鱼礁与固定式海上风电相结合，在修复海洋生态的同时防治基础冲刷，是高效利用海域资源的一个构想，但相关的定量研究十分缺乏。该文以三角形人工鱼礁为研究对象，通过水槽实验与数值模拟，探究了其绕桩排布下的流场特点及冲刷防治效果。研究表明，在鱼礁群的作用下，桩周围会出现狭管效应、阻滞效应、导流效应，改变了平均流速和湍流的时空分布。通过数值模拟计算了结构物范围内的床剪切应力及空间梯度，揭示了鱼礁影响冲刷的机理。通过缩比尺实验，证实了三角形鱼礁群对减少桩基础冲刷深度有一定效果。
准确体现原型冲刷的物理模型对桩基冲刷工程设计至关重要。受比尺效应的影响，传统的小比尺波流水槽物理模型通常不能正确体现原型桩基周围的平衡冲刷深度，而基于小比尺模型试验数据的平衡冲刷深度公式的适用性也受到了极大限制。因此该文通过量纲分析和相似理论，分析了波浪条件下比尺对原型与模型之间Shields数的影响，并且分别在泥沙粒径相等和泥沙粒径相似的基础上给出不同紊流情况时比尺与Shields数的关系；此外，通过大比尺模型试验获取不同近底水质点的速度用于改进模型Shields数，从而削弱比尺效应的影响。基于改进后的Shields数，现有平衡冲刷深度和相应冲刷坑体积量的公式的预测精度得到了提升。
河流边界条件是河流地貌演化、流域水沙模拟、河流物质通量计算、河流生境评估等研究的基础。河流断面形态能够反映河流边界，然而在缺资料的间歇性河流地区，较难通过传统方法获取河流连续的断面形态，因此通常将河流断面概化为简单形状。概化断面的常用形状为一般梯形，但在提取缺资料地区或大尺度流域的连续断面时，难以获取床面宽度，致使概化结果严重失真。该研究以多源卫星影像为数据源，优化并行随机森林-人工神经网络(PRF-ANN)算法，并基于土壤水分降尺度方法构建了考虑枯水期河床特征的河流表面信息提取算法——GPU并行随机森林-卷积神经网络(GRF-CNN)算法。以位于黄土高原的典型间歇性河流无定河流域为研究区域，验证算法效果。结果表明：建立的流域土壤水分降尺度反演方法，反演结果与原位数据相比，R2为0.81、RMSE小于0.059 m3/m3，优于其他产品；GRF-CNN提取平滩期河流表面信息及枯水期河流床面信息的精度分别为95.7%和90.3%，较目前深度学习算法提升超10%；基于水文站实测数据，该研究提取的概化断面面积较PRF-ANN算法精度提升27.3%。该研究显示了考虑河流特征的GRF-CNN算法提取细小河流的突出能力，展现了可解释机器学习在提取河流信息方面的优势。该研究可为基于多源卫星遥感观测提取间歇性河流断面形态提供关键参数，为流域河流边界重构、缺资料地区数字孪生流域建设提供技术及数据支撑。
为应对风机大型化导致传统圆锥形塔筒在制造、运输和施工中的成本显著增加，构建了一种内置预应力钢绞线的分片式钢混塔筒结构。基于ABAQUS平台建立分析模型，对比传统圆锥形钢塔筒与新型塔筒在3-D湍流风场停机工况下的力学响应。研究发现：无预应力时，新型塔筒比传统塔筒的最大等效应力降低10.24%，塔顶位移减少14.89%，用钢量节省9.51%，一阶固有频率最大提升7.5%；施加预应力后，比无预应力时，等效应力降低0.36%，位移减少6%，一阶固有频率最大增加7.6%；新型塔筒的抗弯承载力较传统塔筒提高15%，加预应力后再提升6.5%；有、无预应力钢绞线的新型塔筒的屈曲性能都有明显提升，结构临近屈曲时其薄弱部位均位于塔高1/2处；合理的预应力措施有助于提升结构抗风性能。该研究通过优化塔筒结构和预应力设计，显著提升了结构强度、稳定性和抗风性能，同时降低了成本，具备工程应用潜力。
该文通过研究大型结构件中厚板的自动化焊接，开发了基于激光视觉传感的多层多道自动化排道技术及其调整系统。在复杂的焊接工况下实现对焊缝的精确识别和特征提取，为机器人自动化跟踪控制提供基础，在保证焊接质量的前提下，分析了不同位置和板厚的焊接工艺参数，建立试板类型、板厚、工艺参数和焊道熔敷量之间的关联，实现了对中厚板多层道数和熔敷量的规划。结合视觉传感识别焊缝信息，自动规划每一道焊接路径，确定每一位置每一时刻不同焊道的最佳位置、姿态和摆宽等信息。根据规划的每一道熔敷量自适应调整工艺参数，并根据视觉跟踪识别熔敷点位置信息调整焊枪的位置和姿态。充分考虑焊接变形、坡口变化及焊接过程的高低起伏影响，实时调整焊接排道信息及焊接参数等，实现大型结构件高效、稳定的焊接生产，提高生产效率和产品质量，推动制造业的智能化发展。
