国外潮流能研究的最新进展2009-1-13汇总
2009十大科技发明回顾
2009十大科技发明回顾Engineers didn't make huge improvements to technology in 2009. The year's big tech names -- Twitter, Facebook, Google, Apple, Amazon -- all existed before January.工程师在2009年并未给我们带来多少科技惊喜。
Twitter，Facebook，Google，Apple，Amazon，这些如雷贯耳的品牌早在今年一月份之前就出现了。
Instead, this is the year technology changed us.Here's a look back at how it happened.换而言之，这是一个科技改变我们的时代。
来看看为什么吧。
Smartphone crazeBy the end of 2009, having a basic cell phone wasn't good enough anymore. Now the standard is a smartphone -- a mobile phone that also acts as a computer -- and links its users to Facebook, Twitter and the rest of the digital universe.09年末，普通手机面临淘汰。
当前的潮流非堪比电脑的智能手机莫属。
用户能通过它登陆Facebook，Twitter，整个数码世界都触手可及。
Facebook grows upFounded in 2004 for college students, the online social network exploded in 2008 and might have been expected to level off this year. Instead, it went global and expanded into new and older demographics.成立于2004年的这个社交网站在08年大肆风行。
美国《科学》杂志评出2009年10大科学进展
构 ，实施涉及诸多科学领域的一系列其它实验 。
７ 基因疗 法有望 用于治疗 致命 的 肾上腺脑 白质营养 不 良
欧洲和美国研究人员提出了涉及基因疗法的新战略，
从而在治疗致命 性脑病 、遗传性失明和免疫 系统失调疾病等方面取得 了进展 。
８ 法 国物 理学 家发现 了 “ 单极子 ” （ 磁 只有 一个磁极 的基 本粒子 ） 在一次实验中， 自 对 旋冰 （ 奇特的水晶
质材料 ）进行研究 的物理学家创制 了可模仿 “ 磁单极 子” 预测行为的磁涟波。磁单极子是只有一个磁极的基本粒子 。
９ Ｌ ＲｏＳ Ｃ Ｓ探测器在 月球 上发现 水 ２０ 年 ｌ ０９ ０月， 美宇航局航天器上的传感器在一个燃料耗尽的火箭级残骸中
增强与信息技术人员沟通和交流 ；作为卫生信息技术人员，一定要了解卫生管理和业务工作 ，明确卫生信
息化建 设工作 目标 和任务 。要通 过政 府 部 门、业务 领 域 、开发 和运 维 厂商 之 间协 同 配合 ，使信 息化 建 设与
发展走 上 良性 发展 轨道 。
当前各 级政府 和卫生 部 门对 卫生信 息 化发 展 提 出了更 高 的期 望 和要 求 。让我 们共 同努力 ，为我 国医疗 卫生 信息化 建设 的持续发 展 ，为支撑 医药卫生 体制改 革做 出更大 的贡献 ！
层。
５ 科 学家揭 示帮助 植物抗 旱的激素 ——脱 落酸 的受体 结构 搞清帮助植物在干旱时期存活的某一关键分子的
结构 ，或能帮助科学家找到保护作物不受长期干旱影响的新技术 ，从 而在世界范 围内提高作物产量 。
盘点2009之——新发现
１．已
“灭 绝 ” 菲 律 宾 鹌 鹑
这 只 罕 见 的 菲 律 宾 鹌 鹑 在 第 一 次 拍 照 之 后便 在 一 家 家 禽 市 场 上 被 出 售 。这 种 鹌 鹑 被 称 之 为 “ 氏 三 趾 鹑 ” ．过 去 人 们 只 在 吕 沃 宋 岛 上 发 现 它们 的 踪 影 。 很 久 以来 ，人 们 对 这 种 鹌 鹑 的 了 解 也 只
这 是 迄 今 为 止 发 现 的 另 一 种 能 够 在 无肺 情 况 下 生 存 的蚓 螈 。 通 常 情 况 下 拥 有 肺 部 是 将 两 栖 动 物 与 鱼 类 区分 开 来 的 一 个 关 键 特 征 。 直 到 最 近 ．科 学 家 仍 认 为 蝾 螈 是 唯一 一种 没 有 肺 的两 栖 动 物 。 １ ９ 年 ，研 究 人 员 发 现 了第 一 种 无 ５ ９ 肺 蚓 螈 。 ２ ０ 年 ．另 一 支 研 究 小 组 报 告 称 发 现 一 种 体 型 微 小 的无 肺 青 蛙 。 ０８
书 》 中 一 只 黑 豹 的 名 字 将 这 种 蜘 蛛 命 名 为 Ｂ ｇｅｒ ｋｐｉ ｉ 。 ａｈｅａ ｉ ｎ ｌｇ 研 究 负 责 人 、 美 国 亚 利 桑 那 卅『 学 生 物 学 家 克 里 斯 托 弗 ・ 罕 表 大 米 示 “ 去 的 时 候 ．所 有 博 物 学 家 能 够 获 得 的不 过 是 死标 本 ，因 此 对 过 这 种 蜘 蛛 的 习 性 知 之甚 少 。但 他 们 也 许 知 道 跳 蛛 的 移 动 方 式 与 猫 科 动
４．幽 灵
鳖
科 学 家 在 ９ 份 表 示 ．在 东 太 平 洋 发 现 的 新 幽 灵 鲨 物 种 是 世 界 上 最 古 老 同 月 时 也 最 为怪 异 的 鱼 类 之 一 。与 其 它 鲨 鱼 相 比 ，幽 灵 鲨 更 不 喜 欢 与 阳光 为伍 。 由 于 棍 棒 状 性 器 官 长 在 前 额 ．新 种 幽 灵 鲨 雄 性 成 员 不 太 可 能 在 群 体 中扮 演 领 导 者
2009年全球50大最佳发明
虽然这项研究对实现人体瞬间移动没 有太大帮助，但对制造超安全、超快 计算机却有着重大意义。
“赫歇尔”太空望远镜
太空非常地冷，这早已不是什么 秘 密。 在 一 些 地 方， 由 于 温 度 极 低， 使得光线无法在可见光谱的范围内散 发 出 来， 令 科 学 家 看 不 到 这 些 天 体。 如今，“赫歇尔”太空望远镜正试图穿 越 层 层 迷 雾， 解 开 它 们 的 神 秘 面 纱。
家里要是有这样的装置就好了。于是，
瞬间移动
他发明了 EnergyHub 智能恒温器，这是 一款有屏幕的小装置，以无线方式与你 家中各种各样的电器建立联系，让你随 时了解它们的耗电量以及费用情况。它 还会自动开关电器，令室内温度升高或 降低，力争做到不浪费一度电。弗莱德 汤普森目前正与当地公共事业部门合 作，对 EnergyHub 进行测试。据称，它 将在 2010 年初推向市场。
槽养金枪鱼
今 年 3 月 12 日 上 午 8 时 47 分， 鱼类的历史性时刻在澳大利亚的林肯 港发生了。一槽澳大利亚金枪鱼开始 产卵，这种霸道的掠食性鱼类以制作 价格不菲的生鱼片闻名。澳大利亚“洁 净海洋”金枪鱼养殖公司的创始人哈 根·斯特尔说 ：“人们说这是不可能发 生的事，但是，我们做到了。”
借助于五角大楼研究部门提供的资金加利福无叶片风扇电子甲虫金融产品监管机构成立消费者金融保护局仍只是一个议案如果在奥巴马政府的力推下获得通过并最终成立那么美国人在每一次签约申请信用卡开支票或者申请住房贷款时都将拥有一个大胆而全新的同盟
C HINA INVENTION & PATENT 特创别新策视划角
的太空，但更远的地方则无能为力。 火箭过程中，冯·布劳恩借鉴了美国
潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述
第49卷第3期2021年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University(Natural Sciences)Vol.49No.3May 2021DOI :10.3876/j.issn.10001980.2021.03.004 基金项目:国家自然科学基金面上项目(51879098);海洋可再生能源专项(GHME2017YY01)作者简介:张继生(1979 ),男,教授,博士,主要从事海洋可再生能源工程研究㊂E⁃mail:jszhang@引用本文:张继生,汪国辉,林祥峰.潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述[J].河海大学学报(自然科学版),2021,49(3):220⁃232.ZHANG Jisheng,WANG Guohui,LIN Xiangfeng.A review of recent development and key technology problems in utilization of tidal stream energy [J].Journal of Hohai University(Natural Sciences),2021,49(3):220⁃232.潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述张继生1,2,汪国辉2,林祥峰2(1.河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,江苏南京 210098;2.河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京 210098)摘要:针对潮流能这一海洋可再生能源的热点问题,总结了潮流能资源的分布现状,梳理潮流能发电装置的分类,介绍了当前国内外主要的潮流能示范工程㊂从潮流能资源评估㊁潮流能装置的安全稳定㊁转换效率与多能互补㊁尾流效应㊁潮流能阵列发展及带来的环境问题等几个方面探讨潮流能发展中的关键科技问题,指出发展潮流能的可行性和必要性以及当前面临的问题和挑战㊂关键词:潮流能;示范工程;稳定性;阵列布局;环境效应;综述中图分类号:P743.1 文献标志码:A 文章编号:10001980(2021)03022013A review of recent development and key technology problems in utilization of tidal stream energyZHANG Jisheng 1,2,WANG Guohui 2,LIN Xiangfeng 2(1.Key Laboratory of Ministry of Education for Coastal Disaster and Protection ,Hohai University ,Nanjing 210098,China ;2.College of Harbor ,Coastal and Offshore Engineering ,Hohai University ,Nanjing 210098,China )Abstract :The utilization of tidal stream energy has become one of the hot research topics in the field of ocean renewable energy.In this study,the distribution status of tidal stream energy resource and classification of tidal stream energy converter (TSEC)were summarized,and the current main demonstration projects of tidal stream energy at home and abroad were introduced.The key technologies of TSEC including the assessment of tidal energy resources,the safety and stability of TSEC,the utilization efficiency and multi⁃complementary of ocean renewable energy,the wake effect,and the environmental impacts of TSEC array have been discussed.Although the development of TSEC is feasible and necessary,there are still many challenges and difficulties to be solved.Key words :tidal stream energy;demonstration project;stability;array deployment;environmental impact;comprehensive review世界气象组织发布的2019年‘温室气体公报“中指出,大气中二氧化碳浓度达到4.078×10-4mg /L,再次刷新了纪录,为1750年工业化前水平的147%㊂如何减少全球的碳排放量和控制全球变暖所带来的一系列气候环境问题已经成为全人类面临的重大挑战㊂作为经济大国,高速发展带来的巨大能源消耗也使得我国的碳排放形势相当的严峻㊂合理地改善能源结构,加大清洁能源在能源消费中的占比迫在眉睫㊂蕴藏量极其丰富的海洋可再生能源已然对于改善能源结构㊁控制气候变暖和解决环境污染问题具有重要意义㊂潮流能作为海洋可再生能源中的重要组成部分,相比其他海洋能而言,其具有较强的规律性和可预测性[1],且潮流能开发利用装置一般安装在海底或漂浮在海面,无须建造大型水坝,对海洋环境影响小,也不占用宝贵的土地资源㊂与风能和太阳能相比,潮流能的能量密度高,约为风能的4倍㊁太阳能的30倍[2]㊂为提高海洋能开发利用能力,推进海洋能技术产业化,拓展蓝色经济空间,在 十三五”期间(2016 2020年)出台的海洋经济发展规划[3]中,更是把绿色发展作为海洋经济发展的基本原则之一,这些都为我国开发利用潮流能提供了有利条件㊂古往今来,对于潮汐潮流现象的观察㊁记录一直都存在,直到20世纪70年代,人们才开始逐步探究潮流能的开发利用问题,随后美国㊁英国等国家对潮流能发电技术进行了不断的完善和发展㊂我国也在同时期逐122第3期张继生,等 潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述步开展潮流能的相关研究,并取得了显著进展㊂本文将从潮流能资源分布现状㊁潮流能发电装置和示范工程以及关键科技问题等方面对潮流能发展作一个综述㊂1摇潮流能资源分布现状潮流能是指月球和太阳的引潮力使海水产生周期性的往复水平运动而形成的动能,发电原理是将水流中的动能通过装置转化为机械能,进而将机械能转化为电能[4]㊂适宜开发潮流能的区域通常是指流速峰值大于2m/s的位置,发电装置通常在潮流流速为0.8m/s时启动㊂开阔海域的潮流速度通常仅为0.1m/s,但潮波与邻近陆块之间的岬角㊁岛屿和狭窄海峡等海岸地形的相互作用可使得流速超过2m/s㊂因此,合适的地点位于沿海水域且高度局部化[5]㊂根据亚特兰蒂斯能源公司的报告,潮流能在全球范围内储量超过120GW[6]㊂对于潮流能资源的评估,国内外学者提出了许多不同的评估方法,在国际上大致可分为2种[7]:一是基于动能通量的方法,其中以Farm方法[8]与Flux方法[9]为典型;二是基于动力分析的方法,具有代表性的是Garrett方法[10]以及Vennell方法[11]㊂基于动能通量的方法因其计算思路清晰,容易理解,在实际应用较为广泛,但是存在着较大的不确定性㊂而后者对潮流能开发的条件引入了多种假设,尽管基于众多假定,该方法仍不失其物理意义,但其可靠性还需要更多实践的检验㊂评估可用的潮流能资源是工程选址和装置部署的关键第一步㊂然而,选址并不是简单地确定潮流流速大的区域,还要考虑资源的时间和空间变异性,根据欧洲海洋能源中心(EMEC)的潮能资源评估指南[12],根据评估的范围和精细程度,潮流能资源评估可分为4个阶段㊂第一阶段是 区域评估”,即在区域或国家层面进行评估,目的是通过数值模拟了解潮流能资源的规模和特点㊂第二阶段是 预可行性研究”,详细探讨之前在区域范围内确定的具体资源位置㊂在这一阶段,基本采用现场调查和数值模拟相结合的方法㊂对于这2个阶段,建议至少模拟2~4个分潮30d的时间㊂第3和第4阶段分别是 完全可行性研究”和 设计开发”阶段,包括详细的经济模型和最终设计开发㊂较早的潮流能资源评估出现在欧洲,英国㊁法国㊁西班牙㊁爱尔兰㊁挪威等国海域都有着丰富的潮流能资源,相关政府也出台了一系列潮流能政策促进资源开发,其中英国拥有绝佳的潮流环境与先进的技术支持,其潮流能发展走在世界前列㊂在资源开发方面,根据欧洲海洋能组织(OEE)的统计,截至2019年底,欧洲潮流能总装机容量达27.7MW,大约为世界其他地区的4倍㊂英国碳信托基金(CT)委托开展了多项海洋能资源评估研究[13],据估计,仅潮流能一项就可在英国1450km2的水域范围内每年提取18TW㊃h,这将满足英国现有电力需求的5%㊂Blunden等[14]总结指出由能源技术支持单位(ETSU)的调查结果表明,英国年潮流能开发总量大约为57639GW㊃h㊂欧盟委员会(EC)对英国的潮流能调查表明英国总潮流能为8900MW,年输出总潮流能约为30910GW㊃h㊂以位于英格兰大陆北部与Orkney群岛之间的Pentland湾为例,该海域潮流能资源丰富,有着流速峰值接近5m/s的潮流,且基本不受波浪的影响,可以说是世界上最有前景的潮流资源开发区域㊂Murray等[15]评估了英国Pentland湾可利用的潮流能资源,研究发现在一个M2分潮周期内潮流能的可提取最大值达10.8GW,平均值可达4.9GW㊂Draper等[16]模拟预测了整个海湾可提取约4.2GW的功率,Defne等[17]考虑了潮流能水轮机能从Pentland湾提取的功率上限,评估了该地区实际可利用潮流能资源,估计最大可用功率约1.9GW,当前该区域已有多个潮流能示范工程项目㊂近些年来,英国潮流能发展迅速,先后出台了‘海洋能源行动计划“‘英国海洋能技术路线图(2014)“等政策㊂2020年以后,将会大规模部署潮流能水轮机阵列装置,这将有助于政府实现到2050年减少80%碳排放的政策目标㊂法国的潮流能资源主要分布于临大西洋一侧,Campbell等[18]通过区域应用模型在法国临大西洋侧的海域中选出了20处适合潮流能开发的海域㊂当仅考虑开发潮流平均流速大于1.5m/s的海域时,使用高㊁低效率的潮流能水轮机阵列,潮流能总可开发量分别为9.71GW㊁1.46GW;当考虑开发潮流平均流速大于0.5m/s的海域时,使用高㊁低效率的潮流能水轮机阵列,潮流能总可开发量分别为16.58GW和2.49GW㊂法国政府同样支持海洋可再生能源领域的研究,除了资助法国国家海洋能研究所发起建立的联盟研发计划以及地方项目,为了促进法国潮流能与海上风电等新能源产业发展,地方政府在临海多地投资港口设施建设,从而为在新码头区建设发电厂提供了足够的空间㊂根据欧盟委员会的非核能项目估计,欧洲总体可利用的潮流能资源高达12.5GW[19]㊂当前,欧洲多国政府达成共识,组建了多个潮流能试验场用以支持欧洲海域潮流能开发工作,其中包括英国的ECMC欧洲222河海大学学报(自然科学版)第49卷海洋能中心㊁爱尔兰的Galway试验基地以及丹麦的Nissum Breding测试中心等㊂除了欧洲地区,北美各国也开展了潮流能资源的评估,美国电力研究协会完成了北美沿岸潮流能资源评估研究报告[20],该评估采用Flux方法,结果表明美国阿拉斯加的Cornik湾㊁华盛顿的Tacoma海峡㊁加利福尼亚的Golden Gate水道以及加拿大Minas水道都是潮流能资源丰富的区域,是较为理想的开发选址㊂Hagerman等[21]对美国的潮流能资源进行了区域评价,划出了最大平均动能密度超过500W/m2的区域㊂美国历来将能源安全作为其重要的国家战略,美国可再生能源联盟于2010年发布了‘国家海洋和水动力可再生能源技术路线图“,提出至2025年海洋可再生能源装机容量达到100MW,当前,美国在海洋和水力可再生能源方面支持项目超过了70个㊂加拿大国家研究委员会水利中心基于潮汐潮流数据库的实测资料并借助Tide2D潮流模型的模拟结果,通过Flux方法计算了潮流能平均能流密度和潮流能理论年平均功率,评估结果表明加拿大沿岸约有190个潮流能理论平均功率在1MW以上的水道,潮流能理论年平均功率的总和超42GW,其中潮流能资源储量最丰富的海域位于Mill岛和Salibury岛之间,理论平均功率可达10.42GW[22]㊂加拿大政府设立了海洋可再生能源装机容量于2020年达到250MW㊁2030年将达到2GW的目标[23],并建立了一个世界领先㊁并网㊁共享的潮流能示范中心 芬迪海洋能源研究中心㊂在亚洲地区,Kim等[24]对韩国西南海岸进行了大量的潮流观测,发现Uldolmok海峡具有最大的潮流流速,最大可达6.5m/s;韩国海洋研究发展院对Changjuk和Hoenggan海峡的潮流进行了观测和研究,利用平面二维潮流数值模型模拟了韩国西南沿海潮流特性,得到潮流能理论储量约5900MW,经济可利用储量为470MW㊂我国海域辽阔,各海域潮流能资源分布情况存在较大差异[25]㊂我国沿岸潮流能平均功率密度分布情况如下:东海沿岸是以半日潮为主的海岸线,浙江沿岸与舟山群岛之间水道众多,极大增强了潮流流速,水下多为基岩且水深足够,尤其以龟山航门㊁西堠门水道㊁杭州湾北部等处,属于潮流能资源丰富区,实测最大流速可达3.4m/s,被认为是我国潮流能开发利用的理想场所㊂侯放等[26]对比分析了舟山群岛最大潮流流速超过2.5m/s的8处水道的潮流能分布状况,结果表明该海域重要水道的潮流能理论蕴藏总量约1400MW,其中在资源丰富的重要水道的技术可开发总量约200MW㊂其次,福建沿岸也有着较为丰富的潮流能资源㊂例如,金永德等[27]对福建莆田南日岛附近海域进行了潮流能估算,得到该海域大潮期间可开发潮流能功率在0.5~1.0MW之间,小潮期间可开发潮流能功率在0.2~0.4MW之间㊂福建还有三沙湾口㊁罗源湾口等处流速较大,海况平稳,具有较为优越的开发环境㊂渤海海峡位于辽东半岛和山东半岛之间,其中潮流以规则半日潮和不规则半日潮为主,大部分海域的流速约0.5~1.0m/s㊂但在老铁山角附近海域存在超过2m/s 的大片海区,武贺等[28]指出老铁山北侧近岸海域最大可能流速约2.5m/s,平均能流密度超过500W/m2,具有可开发的价值㊂另外,吴伦宇等[29]计算模拟得出老铁山有的区域超过了3m/s,最大值为3.3m/s,这也是渤海海峡模拟的最大流速,潮流能流密度超过100W/m2的区域就高达515km2㊂与此同时,位于山东沿岸的北隍城北侧与成山头外的两处海域最大流速超过了2m/s,能流密度超过4kW/m2㊂杨利利[30]采用Flux方法估算得到成山头外海域潮流能的总蕴藏量为122.85MW,可开发量为18.43MW,并且海域潮差小㊁离岸较近,适宜开发㊂南海大部分海域潮流流速小于0.5m/s,只有琼州海峡和珠江口等少数地区潮流流速大于1m/s,能开发的区域主要位于琼州海峡,琼州海峡内大部分海域最大可能流速都超过2.4m/s,表层大潮年平均功率密度大于1500W/m2,开发区离岸10km以内海域作为优先开发利用区域,该区域面积可达192W/m2,具有广阔的开发前景[31]㊂在1986年,国家海洋局部署开展了对海洋能源储量的调查,在‘中国沿海农村海洋能资源区划“中统计了我国130个水道潮流能的资源[32],我国沿岸潮流能理论平均功率为13950MW,其中大部分都在东海沿岸,占可利用潮流能总量的78.6%㊂其中浙江沿岸37个水道,理论平均功率为7090MW,占全国总量的一半以上,其次为福建㊁山东㊁辽宁㊁海南等地㊂在2004年,国家海洋局开展了我国近海海洋综合调查与评价专项(简称908专项),进一步摸清了我国近海99条主要水道中潮流能蕴藏量为8330MW,技术可开发量为1660MW[33⁃34]㊂我国的潮流能主要分布在东海沿岸,如舟山群岛有着众多的水道,且其流速㊁地形条件较为优越,能供潮流能站址选择余地大,当前已有不少研究机构和企业在此建设了多个潮流能示范工程项目㊂在政策方面,我国于2012年首次将海洋能纳入 五年规划”,将发展海洋能产业提升到国家战略层面,充分展现322第3期张继生,等 潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述了我国发展可再生能源的强烈愿景㊂在装机容量方面,截至2019年6月底,我国潮流能电站总装机容量达2.8MW,累计发电350万kW㊃h[35]㊂2 潮流能发电技术与示范工程自潮流能发电的概念逐步受到关注以来,发电技术便得到不断的发展和完善,国内外针对潮流能发电技术做了很多研究工作,也陆续建设了一些示范工程㊂2.1 潮流能发电装置潮流能发电装置在开发过程中,逐渐研发出多种不同的结构形式,其中根据来流的流向与水轮机装置转动轴的位置关系,可分为水平轴式水轮机和垂直轴式水轮机,还有通过支撑臂摆动来获能的振荡水翼技术等[36];现有的多数潮流能装置采用直接固定于海底的方法,这样更有利于获能的稳定,但如果需要在离岸较远㊁水位较深的地方安装装置,则需采用漂浮式结构以便于安装和节约成本㊂利用天然潮流所带来的动能推动装置发电的技术可以避免如潮汐发电站或水电站需要修建堤坝与配套设施,能减少相应的投资,且水轮机装置对生态环境影响小㊂然而,水轮机旋转面的面积只占据了潮流截面的一小部分,对潮流能的利用率较低,同时要求潮流流速达到一定的条件来保证发电量㊂当前,国际上潮流能发电技术以欧洲国家较为成熟,在潮流能资源丰富的地区,进行了多种类型的全比例水轮机样机真实海况测试㊂2020年,苏格兰Texo公司计划在EMEC试验场安装2MW的SR2000机组,潮流能行业已然进入试商业化运行阶段㊂2.1.1 水平轴式水轮机当水流方向与水轮机叶轮旋转轴平行,为水平轴式水轮机㊂该类型水轮机的叶片均布于轮毂上,现主要以三叶片叶轮为主,通过水流作用在叶片上产生的升力和转矩推动叶轮绕着横轴旋转,以此将水流动能转化为旋转的机械能,然后旋转的主轴将驱动发电机发电,将机械能转化为电能[37]㊂水平轴式水轮机的发电技术与风轮机发电技术有很大相似性,很多技术沿用了风轮机技术,有较好的前期基础,目前水平轴式水轮机主要包括英国MCT公司研发的SeaGen系列,英国SMD公司的TidEL项目以及爱尔兰OpenHydeo公司的Open Ventre装置等㊂与垂直轴式水轮机相比,水平轴式水轮机结构简单,稳定性好㊂同时,水平轴叶轮具有更佳的效率转换㊁自启动力矩大㊁转动稳定等优点;但其叶片结构较垂直轴式更为复杂,且简单高效叶片以及如何避免空化有待深入研究,需换向或变桨机构以适应潮流的双向特性,结构整体比较复杂[38]㊂据Corsatea 等[39]调查显示,潮流能行业76%的投资都用于研发水平轴式潮流能水轮机㊂2.1.2 垂直轴式水轮机垂直轴式水轮机发电原理与水平轴式类似,但其水流方向与水轮机叶轮旋转轴垂直㊂该类型水轮机的叶轮旋转面平行于水流,叶片均布于轮缘上,叶片在水流作用下产生的升力㊁阻力及其转矩推动叶轮绕主轴旋转,主轴带动发电机运转,从而达到发电状态[40]㊂目前垂直轴式水轮机主要包括加拿大NE公司设计的EnCurrent垂直轴式潮流发电系统㊁美国ORP公司通过螺旋叶片方案设计的CGen潮流能发电装置以及哈尔滨工程大学设计的万向系列水轮机等㊂与水平轴式叶轮相比,垂直轴式叶轮主要优点[41]是:有着更为简单的设计,较大降低了装置总成本,可以利用来自任何方向的水流,并不需要用到任何偏航设备;适合大规模阵列布置;叶片采用对称翼型结构简单便于制造;发电机可置于叶轮主轴的上端水面之上以降低水下密封的难度和成本;也有研究表明它能更好地适应湍流环境[42]㊂此外,工作转速较低,不易空化㊁减少叶尖损失,更有效地降低噪音,这样有利于保护海洋生物的栖息地[43]㊂缺点主要是:相对于水平轴式较低的自启动能力㊁较高的扭矩波动以及通常低于水平轴式水轮机的获能效率,且其叶片攻角在一个旋转周期内处于变化的状态,会导致输出功率的不平衡㊂同时,这也会令其在紧急情况下很难停止,因为它不容易在水流中旋出,而水平轴式可以通过变桨将叶片与水流方向平行以达到停止,它需要比水平轴式叶片具有更光洁的表面,以保持较高的升阻比,这是达到合理效率所必需的,但这在海水中很难得到有效保持,也会导致其制造和维护成本显著增加㊂2.1.3 振荡水翼技术该类型机组主要由振荡悬臂㊁水翼及液压发电单元组成,振荡悬臂在水翼两侧潮流的推动下摆动,其摆动可驱动高压液体从而带动液压发电机发电,从而将动能转换为电能[44]㊂区别于传统水轮机旋转获能发电,振荡水翼技术克服传统水轮机占用水深大和环境影响强的缺点㊂水翼转轴竖向安装,可以避免因水翼与422河海大学学报(自然科学版)第49卷水密度不同而引起的水翼上浮或下沉,优化了其运动效果㊂水翼结构形式十分简单,相对于其他获能结构制造简便,不易损坏,即便破坏也易于更换,具有更好的工程利用价值[45]㊂振荡水翼的悬臂扫掠的区域宽而浅,所以在浅海中有着一定的优势,但相对于研究相对成熟的水平轴式和竖直轴式潮流发电技术而言,振荡水翼技术在水域中进行的是非定常运动,所带来的更为复杂的尾部湍流与大尺度涡旋难以模拟,使得该技术存在极大的不稳定性,这意味着设计必须采用保守的安全裕度,产生更高的成本,同时控制策略也不是最优的,也会导致能源利用率的降低[46]㊂因此,目前振荡水翼运行项目相对较少,主要有英国EBL公司设计的150kW振荡式潮流能装置Stingray和PT公司开发的100kW Pulse⁃Stream100”样机等㊂2.2 支撑结构水轮机装置在运行过程中,除了多变的海洋环境会影响其工作状态,也会受到水轮机装置支撑结构的影响㊂水轮机生命周期在很大程度上取决于结构与水动力相互作用,如Mason⁃Jones等[47]分别对多种不同形状的支撑桩柱以及在有㊁无支撑结构时对水平轴式水轮机性能的影响进行了对比研究,结果发现不同的支撑结构会使扭矩㊁功率和轴向推力的振幅变化皆有不同,且支撑结构的存在会使扭矩㊁功率和轴向推力的振幅增大㊂因此,在几何设计和材料选择阶段,准确量化荷载(包括所选用的支撑结构上的阻力)是相当重要的㊂当前,水轮机支撑结构安装形式主要有重力式㊁桩柱式和漂浮式㊂重力式结构可以理解为采用重力基脚和沉箱等结构,主要依靠基础及压载物重量抵抗上部水流通过水轮机时所引起的倾覆力矩和滑动力,从而使装置结构在海底保持稳定的安装形式㊂该基础形式结构简单,应用技术成熟,适合水轮机的长期作业㊂然而重力式基础适用于坚硬的黏土㊁砂土以及岩石地基,地基须有足够的承载力支撑基础结构自重㊂桩柱式是将桩基固埋设于海底的安装形式㊂此种安装结构能够抵御波浪等恶劣环境的冲击,有着较高的安全可靠系数,当前多数潮流能示范工程采用桩柱式基础㊂但在施工过程中需要进行水下作业,且安装后的桩柱难以回收,成本较高㊂随着水深的不断增加,固定式基础的成本变高并且安装运输不便,漂浮式基础能很好地克服这一问题,漂浮式基础包括了单柱式平台㊁半潜式等,依靠系泊系统固结于海底,其优点在于节约成本㊁安装便捷㊁易于维修与拆除㊂漂浮式载体浮于自由液面上,易受风浪的影响使得载体摇摆,导致水下发电装置的获能不稳定;占据一定的水面空间,不利于水上交通运输㊂2.3 潮流能示范工程随着潮流能发电技术的不断发展和完善,世界各国陆续涌现了一些潮流能示范工程和拟建项目,其中欧洲国家起到了主导作用㊂英国从20世纪70年代以来,制定了强调能源多元化的政策,鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源[48]㊂在2003年,MCT在英国Bristol海峡试验了一种额定功率300kW的新型潮流能水轮机SeaFlow,在有利海况下,转子转速能达到15r/min,该水轮机固定在可升降的支柱上,作为没有并网的试验平台㊂在2008年,MCT公司又设计建造了其第二代产品SeaGen潮流能水轮机,并首次采用了双叶轮结构,单转子的额定功率可达500kW,总额定功率1MW,该机组于2019年拆除,是首个完全退役的商业化规模潮流能水轮机[49]㊂在2010年,SAE开启了MeyGen示范项目,是目前世界上最大的规划潮流能项目,该项目由4台1.5MW的AR1500机组组成㊂英国Orbital公司研发的O2机组于2017年10月至2018年10月,在EMEC示范运行1a,总发电量达到了3.2GW㊃h㊂2010年以来,欧洲出台了多个旨在促进海洋可再生能源研究和开发的计划,充分反映出欧洲整体对海洋可再生能源的重视,其中欧盟的 Horizon2020”快速通道创新试点计划赞助了包括西班牙MR公司研发测试的2MW潮流能机组ATIR㊁苏格兰NI公司研发的致力于节约潮流能发电成本的PTO项目等㊂通过政策与资金的支持,截至2019年底,欧洲潮流能总装机容量达到了27.7MW㊂潮流能发电能力得到大幅提升,发电量增加了15GW㊃h,总发电量达49GW㊃h[50]㊂我国近代潮流能研究始于20世纪70年代末,1979年舟山的渔民何世均父子制作船用螺旋桨式叶轮及液压传动潮流能发电样机,悬挂于渔船尾部,在舟山群岛西候门水道进行试验,并成功发电㊂随着国家对可再生能源的重视,参与单位逐渐增加;2010年后,进入了快速发展时期[51]㊂在水轮机海试项目上也频传捷报,其中包括了哈尔滨工程大学研发的 万向” 海能” 海明”等垂直轴式和水平轴式水轮机;中国海洋大学研发的5kW垂直轴式柔性叶片水轮机㊁50kW的坐底式水平轴式水轮机和用于海岛独立供电的100kW水平轴式潮流能发电装置;东北师范大学研制的300kW自变距三叶片机组;浙江大学在摘箬山岛海域建成了多个漂浮式测试平台,2014年起,开展了多个示范项目,包括了60kW和120kW三叶片机组㊂在前期基础。
2009年海外Web设计风潮(上)
这是Smashing Magazine花费几个月的时间研究编写的2009 年Web 设计风格与潮流，Smashing Magazine 的编辑们对当前流行的大量Web 设计风格进行分析，总结出那些可能在2009 年风行的潮流，包括新的设计元素，新的图形方式，并给出大量的漂亮的示例。
这是第一部分10个潮流，第二部分15个潮流将于下周推出。
2009 Web 设计风潮o凸版印刷风格o富UIo透明PNGo大字体o代用字体o灯箱框o媒体块o杂志式样o幻灯滚动o重点展示区域1. 凸版印刷风格这种风格有些出人意料，可能因为之前很少有人使用。
该风格在在各种主题的网站中都有，但主要用于产品设计或在线服务类网站。
2. 富UI现代Web 中的UI 变得越来越漂亮，越来越好用。
过去的一年，Web 中的UI 有了显著提高，有了一种接近桌面的感觉。
Ajax 和Flash 被广泛使用。
特别是我们比去年看到了更多留白区域，还看到很多现代的UI 技术会显示用户同系统之间交流的视觉状态，比如，按钮在正常和被按下时显示不同的样子，用户同系统交互时能及时得到反馈，另外，越来越多的服务可以被用户定制。
这些设计显示Web 设计师将更多精力放到了用户体验上。
3. 透明PNG使用PNG 实现透明虽然不被IE6 支持，却在过去的一年大行其道。
设计师们似乎正在尝试将背景图片和内容融合并实现一些印刷媒体的风格。
比如，将PNG 半透明图片放到整体背景的某个区域上，用来加亮显示这个区域，如标题或声明。
一些PNG 同名技术还用来实现灯箱框效果。
Smashing Magazine 去年曾有篇使用透明效果实现创意设计的文章，很多设计师在他们的作品中开始尝试这些技巧。
有趣的是，透明效果常被用于页首和页尾部分，不过也有些例外。
4. 巨大字体以前的文章中我们曾介绍过巨型字体设计，2009年，巨型字体设计还会风行，尤其是那些设计社，以及展示型，产品介绍型，或在线服务型网站，他们会使用巨型字体显示重要信息。
2009十大发明
02 最快的坦克
名称：Ripsaw 研发成本：未知 耗时：5年 打开YouYube上关于Ripsaw的热门链接，你可以看到这辆无人 驾驶的坦克以每小时60英里的速度在泥泞的野地里披荆斩棘，从50 英尺的高处跃下，将一排排的白桦树碾倒。 就像他们的创造物一样，Ripsaw的发明者、34岁的双胞胎兄弟 吉奥夫· 霍维和迈克· 霍维一看就不是乖乖仔。7岁时他们就合建了一 栋小木屋，10年后又把一辆校巴改造成移动舞台；2000年他们出现 了分歧：吉奥夫想造一辆喷射式涡轮增压越野卡车，而迈克的目标是 制造全球最快的履带车。“那个周末，迈克把我叫到他的车库，”吉 奥夫说：“他已经为Ripsaw弄好了悬架，我只好接着干下去了。” 他们咨询了很多工程师，每个人都说他们不可能超越 M1AAbrams，它号称“全球最强大的坦克”，时速42英里。普通坦 克为了保护乘员，车架以厚厚的装甲钢制成，而Ripsaw的设计目标 是在崎岖难行的地带执行无人任务，主要追求速度，因此兄弟俩开始 考虑如何减重。他们用焊接钢管做了车架，就像Nascar(美国全国汽 车比赛协会)的赛车一样，这使得车身强度增加了50%，自重减少了 50%。 但是，如果你想彻底改造坦克，很难找到现成的配件，轻得能以 每小时60英里的速度旋转、同时又坚固得不会飞掉的轮胎则根本不 存在。于是豪威兄弟自己打造了钢制防滑系统，并重新设计了将防滑 装置连接到履带上的整个机械装置。这种防滑系统仅重两磅左右，比 同级坦克类似装置轻了90%。减重成功，再配上650匹的V8发动机， Ripsaw每磅动力输出约为M1AAbrams的9倍。
在做好日常工作的同时--迈克是金融顾问，吉奥夫是一家工厂 的小头头———这两位自学成才的工程师还把Ripsaw样车从缅 因州的工场拖到华盛顿，参加了2005年华盛顿汽车展，吸引了 军方无人地面车(UGV)开发人员的注意，并获得缅因州参议员 苏珊· 科林斯———帮他们从国防部争得了125万美元的资助。 2006年，兄弟俩成立了霍维和霍维技术公司，致力于制造 不同版本的Ripsaw，包括一种差速驱动车。他们将该作品交给 美国陆军武器研究和开发中心，后者为它配备了M240遥控机关 枪，然后进行长达数月的紧张测试。ARDEC项目主管巴凡 约· 辛格说，Ripsaw与其他UGV的最大区别就是速度。其他 UGV最高时速只有20英里左右，Ripsaw却能跟上悍马。 在公司项目经理威尔· 迈克马斯特的遥控下，一辆Ripsaw 径直翻过一道三英尺高的水泥墙。霍维兄弟认为，在与同类竞 争军用合同时，价值76万美元的Ripsaw极具优势。“其他 UGV尺寸都很小，并使用人工智能技术避开障碍，”迈克说： “Ripsaw无须躲避，它直接从上面碾过。”
2009年内衣流行的五大趋势
时尚的演变已经让我们除了关心时装的流行变化，也越来越关注内衣的流行趋向。毕竟，内衣，是最贴近我们身体和心灵的时装。那么，今年的内衣流行趋势是什么呢？
一、亲肤材质
表布的材质上，华丽的风格带动蕾丝与刺绣的大量使用，以刺绣蕾丝材质制成的弹性内衣体现出性感妩媚的女性美。而在新科技材质的研究开发方面，出现了更符合人体美学的材质，不仅延展性佳，与肌肤触感柔细，更重要的是其排汗性佳及洗后快干的特点。
三、彩色当道
近年来，时装设计师让时装变得愈加绚丽夺目。而内衣也不甘寂寞地打起了鲜活色彩的招牌。明亮可爱的柠檬黄和清爽摩登的天蓝刚刚在内衣上出现，就吸引了年轻女孩的注意，再加上含蓄温婉的紫色、活力四射的苹果绿、醒目的橙色，这些纯度很高的色彩开始大规模地占领几乎所有品牌的最新款内衣。此外，除了传统的白、黑、蓝等基本色调外，新款内衣更大胆加入可衬肤色的深紫色，取代白色的莲藕色、奶茶色，以及鲜艳的桃红甚至是独具未来感的银灰色。
二、肩带革命
在内衣外穿风潮的带动下，“可换式肩带”、“隐痕系列”是最新潮流，如华歌尔推出的可换肩带新系列在肩带布面上做变化，采用与本布相同的提花、亮面绉纱的肩带,让内衣成为服装的一部分。而思薇尔隐痕系列也有动作，主要是在搭配贴身外衣时，让线条已由更具衬托性的U形线条所取代，使胸形更为圆润饱满。
五、繁复花卉与极简素面
花卉图案一向是内衣的最佳装饰，不单是它始终给人以浪漫风情，更因为它可以变化多端，随不同的设计，展现或清纯、或古典、或风情万种的感觉。与此相对，反装饰的素面文胸也毫不示弱，以采用各种高科技面料来获取意外效果。
蕾丝内衣上的花卉图案与以往相比更加写实，花卉的枝叶分明，而且几种不同蕾丝花卉图案的拼接或重叠设计显得非常时髦。素面文胸比的则是素材，闪光、亚光、不同纹理的高科技面料纷纷登场，然而，在时尚的笼罩下，素面文胸也不得不给罩杯缀上漂亮的花卉蕾丝。总之，呈现流行时尚感是素面内衣的一大突破。
国内外潮流能利用技术
国内外潮流能利用技术现状与发展∗赵龙武1，王树杰2，李冬2（1 水利部杭州机械设计研究所，浙江杭州 310012； 2 中国海洋大学工程学院，山东青岛 266100）摘要：潮流能是一种清洁无污染、蕴藏量丰富的可再生新能源，随着化石能源不断枯竭和环保要求的不断提高，世界各国对潮流能的开发利用愈加重视，各种潮流能发电技术得到了不断突破，其中英国等欧美国家已进入商业化运作前期。
本文介绍了国内外潮流能开发利用的最新进展，以及已建、在建和计划筹建的工程项目情况；对各种水轮机的实验性能、实际应用情况进行了阐述，总结了各种水轮机电站的工作流速、额定功率、固定方式等情况，对各项技术的特点及应用前景进行了对比研究；通过对国内外潮流能利用技术的分析，总结了潮流能发电技术的发展趋势，针对我国潮流能开发利用现状提出了建议。
关键词：潮流能；潮流能电站；水轮机The Status and Trends of Marine Current EnergyConversion in the WorldZhao Long-wu1, Wang Shu-jie2, Li-Dong2( 1 The Ministry of Water resources Hangzhou Mechanical Research Institutes; 2 Ocean University of China)Abstract: Ocean current energy is one of clean non-polluting and abundant reserves renewable energy. As energy and climate change are currently two of the most important issues facing society, many governments around the world are making efforts to exploit the new energy resource. The technology of ocean current generation has got significant development, and the United Kingdom and other countries have entered pre-commercial demonstration stage. In this paper the state of exploiting ocean current energy, projects and planning projects were introduced and analyzed. The experimental turbine performance, actual application of turbine power stations were summarized, and rate flow, rate power, mooring system were also introduced. Based on the technical and application comparative study, got the developing trend of power generation, some suggests are given to the ocean current energy development and utilization in China.Key Words: Tidal Current Energy; Tidal Current Power Station; Turbine潮流主要是由潮汐引起的海水流，储量丰富，据欧盟委员会支持的非核能项目[1](JOULE II Non-Nuclear Energy program)估计欧洲可利用的潮流能达1.25×104MW，我国潮流能资源极为丰富，据《中国沿海农村海洋能资源区划》统计，中国沿岸130个水道的理论平均功率约为1.4×104MW，其中浙江、福建、山东和台湾海峡是世界上潮流能资源最丰富的地区之一。
美国《科学》杂志2009年十大科学进展
别利用基本相同的基 因技术培育 出活体实验 鼠．其中，周琪研究员和上海交通大学曾凡一研究员使用老 鼠皮肤细胞
中发 现 的成纤 维细胞 ，制造 了 ３ 株 ｉＳ 胞 ，并给 其 中的 ６株 ｉＳ细胞 系注 射 了 ｌ５０多个 四倍体 胚胎 ，最终 ３株 ７ Ｐ 细 Ｐ ０
ｉＳ细胞系获得 ２ Ｐ ７个活体小鼠．经多种分子生物学技术鉴定，证实该小 鼠确实从 ｉＳ细胞发育而成，有些小鼠已发 Ｐ
我科 学家首 次证 实 ｉＳ 胞 的 全能性 细 Ｐ
一
只 名为 “ 小 ”的小老 鼠诞生 引起 了大 大 的震动 ． 因为它 是 中国科 学家 首次 利用 ｉＳ 细胞 （ 导多功 能干 细 小 Ｐ 诱
胞）克隆出的活体实验 鼠，从而证实 ｉＳ细胞与胚胎干细胞一样具有全能性 ．这项研究的完成 ，避免了使用胚胎干 Ｐ
《 科学》杂志总编布鲁斯 ・ 艾伯茨在社论 中说： “ ‘ 对 阿尔迪’的研究改变 了我们对早期人类进化的认识．它
代 表 了来 自 ９ 国家 、具有 不 同专长 的 ４ 名科 学家 １ 年艰 苦卓 绝 、高度 协作 的研 究成果 ． ” 个 ７ ５
、
《 科学 》杂 志评 选 出的其他 ９项 重要 进展 包括 ：美 国 、法 国等合 作建造 的费米 伽马射 线太 空 望远镜 探测 到未 知
美国《科学》杂志评出2009年十大科学进展
美国《科学》杂志评出2009年十大科学进展
佚名
【期刊名称】《河南医学研究》
【年(卷),期】2009(18)4
【总页数】1页(P301-301)
【关键词】《科学》杂志;美国;免疫抑制药物;雷帕霉素;电子装置;受体结构;科学家;望远镜
【正文语种】中文
【中图分类】R329.1;R979.5
【相关文献】
1.美国《科学》杂志评出09年十大科学进展 [J],
2.美国《科学》杂志评出年度十大科学进展 [J], 毛黎
3.美《科学》杂志评出2010年十大科学进展,生物科学占8项 [J],
4.美国《科学》杂志评出2009年十大科学进展 [J],
5.美国《科学》杂志评出2005年度十大科学突破生物科学占5项，进化研究居榜首 [J],
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09秋冬T台30年风潮回归
09秋冬T台30年风潮回归对于那些30年前曾经辉煌一时的品牌而言，2009年的秋冬系列就像它们的昨日重现。
而对于一些30年前曾陷于老旧泥沼的品牌，今天再重回往日，又好像是脱胎换骨的大好契机。
他们开创了一个时代，而今天，他们要从自家的资料库里翻出些什么来呢？Gucci采用了闪闪发光的华丽面料Donna Karen的09秋冬系列中出现了线条刘畅的裤装Marc Jacobs 大胆地采用了荧光色Lacoste设计师Christopher Lemaire成功地用宽腰带、针织贝雷帽和连裤靴为发端与网球服饰的Lacoste赋予了时装特性Glimmering Fabrics永远不嫌太浮夸奢华的面料将在下一季泛滥成灾。
Nina Ricci 的设计师Olivier Theyskens 在黑色紧身连衣裙上缀满了银色亮片，有如夜空中的繁星点点，美不胜收。
坐在发布会前排的演员Milla Jovovich 将这个系列称作“一场太空时代的梦”--说不定这些衣服让她回想起了自己主演的电影《第五元素》。
闪光面料和金属亮片随处可见。
Donatella Versace 选择了如流水一般闪光的绸缎和金属腰带。
Roberto Cavalli用长皮毛外套来凸显摇滚风格。
Moschino 的设计师Rosella Jardini 在短夹克、皮手套乃至黑色晚礼服上都用上了成百上千的银色安全别针来勾勒轮廓。
Balmain 的设计师Christophe Decarnin 则把金属丝网和大块闪亮的水晶点缀在外套、长裤和裙子表面。
众所周知，Marc Jacobs 新一季的系列极为欢愉，而就像是唯恐大家还看不出这一点似的，设计师故意用了很多发亮的面料，有几件则布满了花朵。
此外，他还用金属拉链装饰灰色半截裙，在鞋跟上装饰蝴蝶结，让整场发布会看上去就像一个大派对--尽管参加派对的人比起往年来是减少了。
Gucci 那些长裤套装多数都用亮闪闪的面料制作，针织外套上缀着细碎的金属片，漆皮包的表面还加上了一道油亮亮的涂层。
2009手表8大潮流看点
，
头禅
。
，
就 可 以 看 出梅 花 表 对 中 国 人 的
是 纪 念 先 锋精 神 的 旗 号
推出
一
批颇具
。
。
原
影响
收藏价值 的 耨 款 和 限量 款手 表
，
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来钻 石 除 了 放 在表 圈
置 之外
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刻度等常 用位
，
梅花表
友
，
中国 人 民 5 0 多年 的老 朋
，
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40
周 年 发 布精 钢 及 铂
加 入 了 更 多时 尚 的
元素
，
； 备 在 中 国 人 心 目 中重 塑 形 象 。 隹
一
品质
直 是梅花表 好
口
碑 的核 心
，
也 是 其 在今 年 能进 入 中国 十 大 热 销 国
外 手 表 品 牌行 列 的 钥 匙
．
不过 9 0 岁的
， 、
梅 花 表 显 然 意 识 到 了 在 竞 争激 烈 者 越 来越 挑 剔 的 今 天
。
德 国 系 手 表 的 光 芒 经 常被 毗 邻
。
诸 多表 款 中 富 有 男 子 气 息 方面
．
而 在女表
．
的瑞 士 所 盖 过
德 系 表 中充 满 了 严 谨
．
、
浪琴 又 是 复 古 的 推 动 者 复 古 的
．
精密
一
、
丝 不 苟 的 德 国 味道
不 张 扬但
小 表 盘 和 男 士 超 大 的表 盘 对 比 表更 阳刚
。
，
给 冰冷 的机 械 表
看点四
实上
潮流计算国内外现状
近年来，大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行。
此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐引入潮流计算。
但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。
由于电力系统规模不断扩大，对计算速度要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛应用，成为重要的研究领域。
经过三十多年的发展，潮流算法已经比较成熟，但是仍存在不少尚待解决的问题。
例如各种牛顿法潮流算法，对于某些条件可能导致不收敛。
潮流计算的多解现象及其机理在重负荷情况下，临近多根与电压不稳定问题的关联。
当前无论在实践上还是在理论上，均有许多问题需待解决，特别是如何快速求解成千上万个变量的大规模非线性规划问题。
近几年，对潮流计算的研究仍然是如何改善传统的潮流算法。
牛顿拉夫逊法，由于其在求解非线性潮流方程时采用逐次线性化方法，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。
后来又提出了根据直角坐标形式的潮流方程是一个二次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。
在这种情况下，进行电力系统规划和运行条件分析时，若不考虑随机变化因素，就要对众多可能发生的情况作大量的方案计算，计算时间是难以承受的，并且很难反映系统整体的状况。
随机潮流计算是解决上述问题的有效方法和手段。
应用随机理论来描述这种不确定性，探讨相应的数学建模，计算机算法和实际应用，称为随机潮流（Probabilistic Load Flow,简写为PLF）研究，也称为随机潮流。
采用随机潮流计算方法，输入数据为已知的随机变量，给定的是它们的随机统计特性（例如，给定节点注入功率的期望和方差或随机密度函数等），输出数据则是节点电压和支路潮流的统计特性，有期望值和方差或随机密度函数等。
由这些结果，可以知道节点电压、支路功率、PV节点无功功率及平衡节点功率的平均值、取值范围以及其随机等。
2009年国外Web设计潮流(下)
2009年国外Web设计潮流（下）2009年海外Web设计潮流的第二部分，着重讲解了反Box 式布局，单页布局，多栏布局，巨型插图设计，更多留白，社会网络元素，讲解式导航菜单，以及动态Tabs 等设计风格，和Smashing Magazine 推出的所有类似文章一样，里面包含了大量的，非常漂亮的实例。
本文第一部分请参阅：2009年国外Web 设计潮流（上）。
1. 反Box 式布局2. 单页布局3. 多栏布局4. 巨型插图与多变背景5. 更多留白6. 社会网络元素7. 讲解式导航菜单8. 动态Tab1. 反Box 布局Smashing Magazine 曾有一篇文章，讲到反Box 布局。
所谓反Box 布局，就是不再拘泥与传统的Box 布局模型，而是采用一种更有创意的的布局，然而需要指出，这种创意布局需要非常注意易用性问题，一种新的创意布局需要时间去慢慢成熟。
2. 单页布局单页布局是使用一个单一的页面展示站点的全部内容，这并不意味着站点内容少，这个页可能很复杂，包含了大量图形和动画效果，加载的时间也会有些长。
比如，用户点击导航菜单后，该栏目下的新内容会在旧内容处通过渐入渐出，滑入滑出等动画效果显示出来，而页面其它部分始终保持不变。
（白宫的最新网站的首页就有这个意思- 译者）3. 多栏布局多栏布局（大于3栏）通常比较复杂，但通过适当设计，会对访问者带来更好的访问体验。
最近几年，Web 内容爆炸，用户停留在一个网站的时间越来越少，就要求Web 设计者尽可能有效地展示数据，既要让访问者多停留，又要让他们更容易发现他们希望看到的内容。
多栏设计一般用于杂志布局或展示型布局站点，一般使用网格布局技术实现。
多栏布局一般使用概述/细节式结构，首先用多栏展示概述式内容，然后进入详细内容的展示。
Mozilla Labs就是一个很好的例子。
4. 巨型插图式与多变背景设计象巨型字体主导当前Web 设计一样，巨型插图风格设计似乎也正流行起来，巨型插图可以和巨型字体的结合使用，带来更吸引人，更生动的效果。
2009年度十大科技发现
2009年度十大科技发现近日，美国《时代》周刊盘点了2009年人类在科技领域的十个重大发现：人类最早祖先“阿尔迪”身高4英尺(约合1.21米)的“阿尔迪”成为迄今为止人类发现的最古老原始人。
她生活在440万年前，直到1992年被发现。
经过17年的探寻和研究，科学家将埃塞俄比亚出土的100多块碎片拼接起来，并成功复原了她的骨骼模型。
今年10月，科学家公布了这一成果。
令人吃惊的是，作为人与黑猩猩的共同祖先，“阿尔迪”却与黑猩猩大不相同。
此外，尽管生活在森林中但却能够直立行走的事实，推翻了此前有关空旷草原地形对于人类两足发展至关重要的理论。
人类表现基因组被破译随着10年前人类基因组被破译，一项被称为“表观遗传学”的新研究领域应运而生。
科学家认为人类的基因会因环境影响而发生变化，而这一变化又会被遗传给下一代。
比如，人们在年轻的时候吸烟，可能增加子孙后代患癌的风险。
今年10月份，美国加州沙克生物研究院植物生物学教授艾克完成第一幅详细的“人类表观基因组图谱”。
通过对比健康细胞与患病细胞的表观基因，科学家们就能够找出导致癌症或者其他疾病的表观基因。
这一研究成果有助于遗传学家更好地了解先天与后天疾病的区别。
基因疗法治愈色盲9月份的一项科学发现表明，人类的重大变革性突破确实能够将科幻小说转变成现实。
美国一个眼科专家小组把能够产生辨别颜色的蛋白质的基因注射到两只色盲猴子的眼球里，从而使它们有生以来第一次看到红色和绿色。
这项研究无疑让那些色盲及其他人类视觉疾病的患者看到了希望。
机器人做实验从酵母细胞中分辨出12种基因的不同作用，这不论从哪个角度来看都是一项不简单的科学发现，何况完成这个工作的竟是一个机器人。
4月份，英国亚伯里斯威斯大学研制的机器人“亚当”成为世界上第一个不依靠人类智能而自主做出新的科学发现的机器人。
尽管机器人已经被人类大规模应用，但“亚当”与它们的根本区别在于没有人类的介入它也能完成工作。
其发明者金在接受采访时表示，人工智能几乎具有无限的科学潜能，说不定哪一天电脑也能发现像爱因斯坦相对论那样的真理呢!陆地养殖金枪鱼3月份，澳大利亚槽养的“南方蓝鳍金枪鱼”开始大量产卵，而且整个过程持续了一个月之久。
潮流发电
·２２５·
张 勇等：潮流发电———一种开发潮汐能的新方法
月底，加 拿 大 新 斯 科 舍 省 电 力 公 司 （ＮｏｖａＳｃｏｔｉａ Ｐｏｗｅｒ）与 ＯｐｅｎＨｙｄｒｏ签订合同，将在芬迪湾 （ｔｈｅ ＢａｙｏｆＦｕｎｄｙ）建设一个直径１０ｍ 的１ＭＷ 潮流能 示范项目［１０］。
潮流发电是一种新型的潮汐能利用技术，这种 技术直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置 进行发电，大部分设备“浸没”在海底，由于潮流发电 机组的叶轮转速较低（根据水流速度的不同潮流发 电水轮转速约为１０～３０ｒ／ｍｉｎ），因此对水文环境以 及海洋水生物特别是鱼类的影响轻微，具有良好的 生态友好特性。此外，潮流发电无需建设拦海堤坝， 大大缩短了建设周期，降低了建设投资，经济性也更 好。因此，这一技术在２１世纪初受到了关注并取得 了长足的发展。本文将介绍潮流发电技术的基本知 识和世界潮流发电的发展情况。
（４）舵板动力固定 这一装置的原理类似于 Ｆ１赛车翼板的作用，它通过在设备框架上安装多个 舵板，使潮流对舵板产生向下的压力，抵消装置受潮
相对于水库式潮汐电站技术，潮流发电技术要
“年青”很多。世界潮流发电技术的应用主要起步于
２１世纪初，并在近几年逐步 趋 于 成 熟，前 景 诱 人。 目前，一些发达国家纷纷组建潮流发电技术研究机
２００７年４月，ＶｅｒｄａｎｔＰｏｗｅｒ公司在纽约城的 东河（ｔｈｅＥａｓｔＲｉｖｅｒ）建 设 并 运 行 美 国 第 一 个 重 要 的潮流发电示范项目，预计２００９－２０１２年投入商业 运行，总装机容量达１０ ＭＷ［５］。
2009年值得关注的新技术
环保的方向继续发展。各个公司也一直没有停止过
新 产 品的研发 ， 汽车也 不再 是简单 的代 步工具 。 产 新 品研发速 度非 常快 ， 量也 非常 多 ， 数 但是 能实 现量 产
装备大多数车型的新技术还很有限。下面几款新的 产品将 可能在 ２ ０ ０ ９年被前 广泛 使 用 的超 声 波 传感 器， 目前很 多汽 车 上 都 配 备这 样 的传 感 器 ， 合 辅 结
助转 向 盘 的全 新 电动转 向 系统 就 组 成 了这 套 系 统
标 准 前 灯 时 更 高 。 驾 驶 员 能 够 普 通 视 野 和 ＰｔＦｎＩ 野探测 和监 控道 路上 和道 路 附近 的行 ａ ｉｄＲ视 ｈ 人、 动物 或物 体， 多 时间对 任何 潜在 危 险做 出反 有更
应。
的构 架 。这 个 系统 可 以 自动 操控 转 向盘 ， 传感 器 则 可 以探测本 车周 围 的车 辆 。利用传 感器来 测量 两车 之 间 的距 离 ， 确定 是 否 有 足 够 的 空 间 ， 后操 控 转 然 向盘 ， 导 司 机来 向前 或 者 向后 ， 指 以及 供 油还 是 踩
并 且能够 提供精 确 的非接触 温度 测量 功能 。几 乎所
以摄影机方式所产生的两个主要问题 ， 包括速度与
使 用 的简 便性 。另 外 ， 套 自动停 车辅 助 系统 是 以 这
电力 来 协 助操 控 ， 以 也具 有 节 能 效 应 ， 节 省 下 所 能
有物体在发生故障之前 ， 温度都会随之升高 ， 因此在
红外 热像 仪是通 过 吸收 目标 物体 的能量 辐射 生
成红外图像和温度测量的仪器。 红 外能量 是一 种 肉眼看不 见 的能量 ，它 的波长
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国内外潮流能研究的最新进展一、海洋潮流能国内开发现状1、海洋能的主要能量形式概述海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。
海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似。
全世界海流能的理论估算值约为10^8kW量级。
利用中国沿海130个水道、航门的各种观测及分析资料，计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X10^7kW。
属于世界上功率密度最大的地区之一，其中辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿海的海流能较为丰富，不少水道的能量密度为15～30kW／m^2，具有良好的开发值。
特别是浙江的舟山群岛的金塘、龟山和西候门水道，平均功率密度在20kW／m2以上，开发环境和条件很好。
2、海洋能的利用现状与前景展望上述不同形式的能量有的已被人类利用，有的已列入开发利用计划，但人们对海洋能的开发利用程度至今仍十分低。
尽管这些海洋能资源之间存在着各种差异，但是也有着一些相同的特征。
每种海洋能资源都具有相当大的能量通量：潮汐能和盐度梯度能大约为2TW；波浪能也在此量级上；而海洋热能至少要比此大两个数量级。
但是这些能量分散在广阔的地理区域，因此实际上它们的能流密度相当低，而且这些资源中的大部分均蕴藏在远离用电中心区的海域。
因此只能有一小部分海洋能资源能够得以开发利用。
全球海洋能的可再生量很大。
根据联合国教科文组织1981年出版物的估计数字，五种海洋能理论上可再生的总量为766亿千瓦。
其中温差能为400亿千瓦，盐差能为300亿千瓦，潮汐和波浪能各为30亿千瓦，海流能为6亿千瓦。
但如上所述是难以实现把上述全部能量取出，设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪；利用大降雨量地域的盐度差，而温差利用则受热机卡诺效率的限制。
因此，估计技术上允许利用功率为64亿千瓦，其中盐差能30亿千瓦，温差能20亿千瓦，波浪能10亿千瓦，海流能3亿千瓦，潮汐能1亿千瓦（估计数字）。
3、我国的海洋能我国海洋能开发已有近40年的历史，迄今建成的潮汐电站8座，80年代以来浙江、福建等地对若干个大中型潮汐电站，进行了考察、勘测和规化设计、可行性研究等大量的前期准备工作。
总之，我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验，小型潮汐发电技术基本成熟，已具备开发中型潮汐电站的技术条件。
但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小，单位千瓦造价高于常规水电站，水工建筑物的施工还比较落后，水轮发电机组尚未定型标准化。
这些均是我国潮汐能开发现存的问题。
其中关键问题是中型潮汐电站水轮发电机组技术问题没有完全解决，电站造价亟待降低。
我国波力发电技术研究始于70年代，80年代以来获得较快发展，航标灯浮用微型潮汐发电装置已趋商品化，现已生产数百台，在沿海海域航标和大型灯船上推广应用。
与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。
在珠江口大万山岛上研建的岸边固定式波力电站，第一台装机容量3kW的装置，1990年已试发电成功。
“八五”科技攻关项目总装机容量20kW的岸式波力试验电站和8kW摆式波力试验电站，均已试建成功。
总之，我国波力发电虽起步较晚，但发展很快。
微型波力发电技术已经成熟，小型岸式波力发电技术已进入世界先进行列。
但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国，小型波浪发电距实用化尚有一定的距离。
潮流发电研究国际上开始于70年代中期，主要有美国、日本和英国等进行潮流发电试验研究，至今尚未见有关发电实体装置的报导。
我国潮流发电研究始于70年代末，首先在舟山海域进行了8kW潮流发电机组原理性试验。
80年代一直进行立轴自调直叶水轮机潮流发电装置试验研究，目前正在采用此原理进行70kW潮流试验电站的研究工作。
在舟山海域的站址已经选定。
我国已经开始研建实体电站，在国际上居领先地位，但尚有一系列技术问题有待解决。
二、海洋潮流能国外开发现状1．国外海洋潮流能开发技术化石能源没有节制的消耗造成环境日益恶化：CO2的含量是50万年以来的最高值，近150年CO2含量增长量超过过去2万年的增长量；甲烷气体含量比1850年增加了一倍；此外煤炭、石油等化石能源的储量有限，不远的将来就会枯竭。
能源的严峻形势和巨大压力迫使各国纷纷将目光投向可再生能源的开发利用工作。
广阔的海洋中蕴藏着大量未开始利用的潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等海洋能，上述五种海洋可再生能源理论储量为766亿千瓦，其开发利用是解决未来人类能源问题的一个重要途径，海洋可再生能源的开发利用大势所趋。
其中海洋潮流能由于资源储量丰富（据联合国科教文卫组织估计，全球蕴藏的可开发利用的潮流能总量达3亿千瓦）、能量更加集中（能量密度约是风能的4倍，太阳能的30倍）载荷稳定可预测性强（如表1所示），成为目前国际上最为关注的海洋可再生能源形式，英国、美国、加拿大等西方国家从政府到科研机构、企业都表现出极大的兴趣，投入大量的财政经费给予重点、优先支持。
图1不同可再生能源形式对比2. 国外海洋潮流能应用现状在陆地矿物燃料日趋枯竭和污染已趋严重，世界上一些主要的海洋国家纷纷把目光转向海洋，加大投入，促进和加快了人类开发利用海洋的步伐，摸清资源状况，制定发展计划，组织科技项目到实用技术的试验，均投入了大量的人力物力。
国际上潮流发电源于1976-1984年苏丹尼罗河上灌溉用河流涡轮机。
经过80年代的低迷期后，在90年代中期，随着全球变暖现象日趋明显，人们开始大范围开发潮流能。
目前欧美等西方国家虽然没有用于商业化发电的潮流能开发利用装置，基于全面对海洋潮流能开发利用前景、开发选址、经济技术分析和环境评估基础上，已经提出了各种形式的海洋潮流能开发利用装置，进行比例模型试验或实尺模型试验。
如英国从70年代以来，制定了强调能源多元化的能源政策，鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源。
1992年联合国环发大会后，为实现对资源和环境的保护，又进一步加强了对海洋能源的开发利用，把波浪发电研究放在新能源开发的首位，曾因投资多，技术领先而著称。
决定在苏格兰西海岸兴建一座装机容量2万kW的固定式波力电站。
在潮汐能开发利用方面也进行了大规模的可行性研究和前期开发研究，并计划在1997年在塞汶河口建造一座装机容量为8.640MW，年发电量约为170亿kWh的潮汐电站，英国已具有建造各种规模的潮汐电站的技术力量，并认为是极有潜力的世界市场。
日本在海洋能开发利用方面十分活跃，成立了海洋能转移委员会，仅从事波浪能技术研究的科技单位就有日本海洋科学技术中心等10多个，还成立了海洋温差发电研究所，并在海洋热能发电系统和换热器技术上领先于美国，取得了举世瞩目的成就。
美国把促进可再生能源的发展作为国家能源政策的基石，由政府加大投入，制定各种优惠政策，经长期发展，成为世界上开发利用可再生能源最多的国家，其中尤为重视海洋发电技术的研究，1979年在夏威夷岛西部沿岸海域建成一座称为MINI─OTCE温差发电装置，其额定功率50kW，净出力18.5kW，这是世界上首次从海洋温差能获得具有实用意义的电力。
法国早在60年代就投入巨资建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐发电站，装机容量24万kW，年发电量5亿kWH的朗斯潮汐电站。
印度面对能源供应不足，电力短缺的困境，在海洋能等可再生能源开发利用上加大投入，从减免所得税和关税，建立专门贷款机构，吸引外资以及加快折旧等多方面实施优惠政策，使它在短短的二三年内一跃跨入世界可再生能源开发利用的先进行列，1994年还计划用5亿美元在泰米尔纳德邦近海引入美国技术，建立一座10万kW的海洋温差发电装置。
印尼在挪威的帮助下，从1988年开始在巴厘岛建造一座1500kW的波力电站，并制定建造数百座波力电站，实现联站并网的发电计划。
以下是各个国家海洋潮流能开发装置：1、英国的MCT Ltd，开发的装置名称是Seaflow/Seagen，其基本特征是水平轴、单立柱水轮机、Seaflow 300kW 单转子模型于2003年5月进行了试验，1.2MW双转子的SeaGen，已于2008年3月31日开始海上安装施工。
MCT Ltd是世界领先的开发潮流能大型发电设备的公司，该设备很像被水淹没的风车，“ SeaGen ”的双轴流式转子长度为15米至20米，可根据当地条件来设定，这是世界上第一个用于商业操作的潮汐涡轮机，如下图所示：2、英国的Rotech/Lunar Energy 公司，开发的装置名称是Rotech Tidal Turbine，其基本特征是水平轴水轮机，两端加聚流装置；08年在奥克尼郡安装1MW水轮机；将参与预计投资5亿英镑的韩国潮流能项目。
该设备利用三条腿将自身固定在水底，深度可以超过40米，利用洋流进入内河码头将其能量转换成电能，设计独特，结构简单，模块化，高效率。
如下图：3、美国的UEK System公司，设备名称是Underwater Electric Kite，其特点是：两个水平轴带聚流装置转子，120kW，固定于锚泊的筏子上，为河流中的单向流动设计(不适合于双向往复流动).早期原型在切萨皮克湾进行测试，如下图：4、新加坡Atlantis Resources Co.公司，设备名称是Nereus™ & Solon™，其特点是Nereus™水平轴，适用于浅水（<25m）、并网型，08年5月在澳大利亚San Remo V oictoria进行了150kW Nereus™ I水轮机的安装、并网运行，400kW Nereus™ II 拖曳试验于08年7月完成；Solon™聚流管水平轴，适用深水（>25m），500kW机型拖曳试验于08年8月完成；Atlantis计划09年试验1MW和2MW水轮机，2012开始安装商业化阵列式机群。
Nereus™ & Solon™具有可扩展性，模块化，适合于安装在各种不同的环境下。
Nereus™ & Solon™可以安装在深水并且水流速度较快的地方，与近海风能发电一样，可直接与当地电网相连，其功率完全可以满足工业负荷的要求，2008年5月在澳大利亚圣雷莫，150kW的Nereus™涡轮机完成调试与安装，并成功并入电网。
2008年8月Solon™号成为世界上最大的进行拖曳测试的水平轴涡轮机。
5、美国的Verdant Power公司，开发设备名称是Various，其特点是已在一个锚泊筏上进行16kW模型试验。
其商业化项目为08年底开始将目前纽约East River的6台水轮机（计200kW）拓展为300台。
该项目从2002年开始经过了三个阶段，2006年12月，Verdant Power开发的Various成为世界上第一个与电力网相连的潮汐涡轮发电机，其相对优势为：总功率为50MW，连续运行时间大于7000小时，充分利用双向潮流，这些都是世界领先的技术。