旨在研究風(fēng)載方向和波浪方向不共線對浮式風(fēng)機基礎(chǔ)動態(tài)特性影響。以5 MW浮式風(fēng)機為研究對象,采用等效載荷法模擬空氣動力載荷,建立浮式風(fēng)機系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型,研究風(fēng)浪呈0°、30°、60°和90°夾角工況時,浮式風(fēng)機基礎(chǔ)動態(tài)特性變化。結(jié)果表明:風(fēng)浪不共線對浮式平臺縱蕩和橫蕩運動平衡位置影響很大,對垂蕩運動響應(yīng)影響很小。隨著風(fēng)浪夾角增大,橫搖和艏搖運動振蕩范圍增大,縱搖運動振蕩范圍減小。風(fēng)浪不共線使得系泊系統(tǒng)張力響應(yīng)變化明顯,張力變化趨勢與平臺運動及系泊布置有關(guān)。

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【部分圖文】：

圖1浮式風(fēng)機系統(tǒng)示意圖(m)

本文以美國國家可再生能源實驗室(NREL)公布的DeepCwind浮式風(fēng)機系統(tǒng)為研究對象[12],該系統(tǒng)搭載NREL5MW風(fēng)電機組[13],浮式基礎(chǔ)包括浮式平臺和系泊錨鏈,如圖1所示。風(fēng)電機組主要參數(shù)如表1所示。表1風(fēng)電機組主要參數(shù)Tab.1Parametersofwi....

圖2浮式平臺結(jié)構(gòu)布置

浮式平臺[14]結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。它包含一個中心艙(承載風(fēng)電機組),三個浮力艙和支撐部件。為了獲得良好的靜水穩(wěn)定性,每個浮力艙底部都安裝了壓載艙。浮式風(fēng)機在水深200m海域進行工作,其系泊錨鏈由三條懸鏈線組成,呈60°、180°和300°對稱分布,通過導(dǎo)纜孔連接到壓載艙頂部。....

圖3浮式風(fēng)機系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型

本文采用ANSYS-AQWA軟件建立浮式風(fēng)機系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型,如圖3所示。空氣動力學(xué)模型包括葉片、機艙和塔架,由于本文主要針對浮式風(fēng)機基礎(chǔ)動態(tài)特性進行分析,故采用等效簡化荷載的方法進行空氣動力部分的計算;水動力學(xué)模型分為面元模型和莫里森模型,按照兩種波浪理論計算波浪載荷;錨鏈模....

圖4系統(tǒng)模型計算流程圖

圖4為模型計算流程圖。首先定義模型總質(zhì)量、重心位置、慣性矩等參數(shù),設(shè)置風(fēng)、浪載荷;其次對水動力模型求解,得到附加質(zhì)量、輻射阻尼、靜回復(fù)力及一階、二階波浪傳遞函數(shù)等水動力參數(shù)。最后將氣動載荷、波浪載荷和錨鏈作用力作為邊界條件,進行靜平衡分析、頻域分析和時域分析。2.1空氣動力學(xué)模....

本文編號：3930686