【摘要】：單點系泊系統(tǒng)在海島建設(shè)、海洋開發(fā)、海洋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。為確保單點系泊系統(tǒng)在不同海洋環(huán)境載荷下具有高度的可靠性和良好的環(huán)境適應(yīng)性,以及平臺上設(shè)備的正常運行及工作人員的安全,準確模擬單點系泊系統(tǒng)在不同環(huán)境載荷作用下平臺的運動特性顯得十分重要。本文參考DNV海上浮式平臺設(shè)計的相關(guān)規(guī)范,對系泊狀態(tài)下波浪發(fā)電平臺-纜索-浮筒-錨鏈組成的耦合系統(tǒng)作為一個整體在風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境載荷下平臺的穩(wěn)定性進行研究,論文主要研究的內(nèi)容包括以下四個方面:(1)基于勢流理論、控制方程和邊界條件建立了“波浪發(fā)電平臺-纜索-浮筒-錨鏈-錨”相互耦合作用下的數(shù)學(xué)模型。將兩個相互作用的浮體運動進行分解,再由速度勢積分求出每個浮體的繞射勢和輻射勢,得到漂浮式波浪發(fā)電平臺系泊系統(tǒng)總體運動方程。(2)應(yīng)用幾何非線性有限元方法對錨鏈系統(tǒng)進行動力分析。通過算例驗證了該方法能正確得出系泊錨鏈的運動狀態(tài),同時對不同主控參數(shù)下系泊錨鏈的受力及位置進行分析,最后對系泊錨鏈的非線性動力響應(yīng)進行規(guī)律總結(jié)。(3)運用水動力軟件AQWA對規(guī)則波作用下單點系泊的漂浮式波浪發(fā)電平臺與系泊浮筒相連接的系泊錨鏈進行耦合分析。分析了規(guī)則波況下波浪發(fā)電平臺隨波浪頻率變化的附加質(zhì)量力、輻射阻尼力和六自由度響應(yīng)RAO值,以及環(huán)境載荷入射角與系泊錨鏈傾角的變化對發(fā)電平臺運動特性的影響。將仿真結(jié)果與已有的實驗數(shù)據(jù)進行驗證,說明了仿真結(jié)果能在較大程度上反映實驗結(jié)果,具有可行性。(4)分析了隨機海浪、風(fēng)、流等海洋環(huán)境下單點系泊的漂浮式波浪發(fā)電平臺及其系泊纜索在極限海況下運動情況,分析譜峰因子對發(fā)電平臺的影響,風(fēng)、浪、流共線和不共線的情況下系泊錨鏈和平臺的運動情況等。
[Abstract]:Single-point mooring system plays an important role in island construction, marine development, marine agricultural production and other fields. In order to ensure that the single point mooring system has a high degree of reliability and good environmental adaptability under different marine environmental loads, as well as the normal operation of the equipment on the platform and the safety of the staff, It is very important to accurately simulate the motion characteristics of a single point mooring system under different environmental loads. In this paper, referring to the relevant specifications for the design of DNV offshore floating platform, the coupled system composed of wave power platform, cable, buoy and anchor chain under mooring condition is considered as a whole in wind and wave. The stability of the platform under ocean environmental loads such as current is studied. The main contents of this paper include the following four aspects: (1) based on the potential current theory, The mathematical model of "wave power platform-cable-buoy-anchor chain-anchor" is established by governing equation and boundary condition. The motion of two interacting floating bodies is decomposed, and the diffraction potential and radiation potential of each floating body are obtained by integrating the velocity potential. The general motion equation of mooring system of floating wave power platform is obtained. (2) the dynamic analysis of anchor chain system is carried out by using geometric nonlinear finite element method. An example is given to verify that the method can get the mooring chain movement state correctly. At the same time, the force and position of the mooring chain under different main control parameters are analyzed. Finally, the nonlinear dynamic response of the mooring chain is summarized. (3) the coupling analysis of the floating wave power generation platform with the mooring chain connected with the mooring buoy is carried out by using the hydrodynamic software AQWA. The effects of the additional mass force, radiation damping force, response RAO value of six degrees of freedom, and the variation of the incidence angle of environmental load and the inclination angle of mooring chain on the motion characteristics of the power generation platform are analyzed under regular wave conditions, including the variation of the additional mass force, the radiation damping force, the response of six degrees of freedom and the angle of inclination of the mooring chain. The simulation results are verified with the existing experimental data, which shows that the simulation results can reflect the experimental results to a large extent and is feasible. (4) the random wave and wind are analyzed. The mooring floating wave power platform and its mooring cable in the ocean environment such as current and other marine environment are moored in the extreme sea conditions. The influence of spectral peak factor on the power generation platform is analyzed, including wind, wave, wind, wave and so on. Movement of mooring chain and platform in the case of current collinear and non-collinear.
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U674.37;TM612

【參考文獻】

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本文編號：2342519