【摘要】：全球能源日益短缺,化石燃料的大量使用導(dǎo)致環(huán)境污染、氣候變暖等問題日益突出,風(fēng)能作為一種清潔、可再生的能源受到人類越來越多的關(guān)注。而海上風(fēng)能資源豐富、空間廣闊,吸引了眾多學(xué)者對(duì)浮式風(fēng)力機(jī)展開研究。為了實(shí)現(xiàn)在中等深度海域浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的規(guī)模應(yīng)用,解決能源短缺問題,本文針對(duì)100米水深條件設(shè)計(jì)出新型6MW海上單柱型浮式風(fēng)力機(jī)。首先對(duì)國(guó)內(nèi)外風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和前景、國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海上風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀展開綜述,然后介紹了海上浮式風(fēng)力機(jī)在海洋環(huán)境中所受到的各種載荷的計(jì)算原理,建立風(fēng)力機(jī)在時(shí)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方程。利用Sesam軟件中的Genie和Patranpre模塊建立該6MW單柱浮式風(fēng)力機(jī)的濕表面模型和自由面模型,利用Hydrod模塊獲取水動(dòng)力系數(shù)、單位波幅下的不同頻率和不同方向的一階波浪激勵(lì)力、二次傳遞函數(shù)的wamit文件,并利用氣-液-固-彈性數(shù)值軟件FAST對(duì)該浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行全耦合時(shí)域動(dòng)力響應(yīng)仿真模擬,探討其工作穩(wěn)定性和生存能力。分別在工作工況下對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及錨鏈張力進(jìn)行計(jì)算分析,在極限海況下,分別討論二階平均波浪力和二階慢漂波浪力對(duì)平臺(tái)各自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、錨鏈張力和機(jī)艙的影響。數(shù)值仿真結(jié)果表明:浮式基礎(chǔ)縱蕩和縱搖耦合作用較為明顯;平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)主要取決于風(fēng)載荷,而波浪載荷會(huì)改變平臺(tái)在平衡位置附近的振蕩運(yùn)動(dòng),風(fēng)浪同向會(huì)激發(fā)較大的運(yùn)動(dòng)響應(yīng);風(fēng)浪的夾角越大,平臺(tái)首搖運(yùn)動(dòng)越明顯,而波浪入射角對(duì)其它各自由度運(yùn)動(dòng)影響較小;二階慢漂力對(duì)垂蕩運(yùn)動(dòng)影響顯著,且易激發(fā)較大的縱搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng),并誘發(fā)較大的錨鏈張力;采用delta-line的系泊系統(tǒng)能夠避免產(chǎn)生過大的首搖響應(yīng),避免錨鏈纏繞現(xiàn)象發(fā)生,且系泊系統(tǒng)的最大張力遠(yuǎn)在破斷張力以下,能夠保證風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。設(shè)計(jì)出的6MW浮式風(fēng)力機(jī)具有良好的總體運(yùn)動(dòng)響應(yīng),整個(gè)系統(tǒng)在惡劣海況下具有良好的生存能力。
【圖文】：

預(yù)彎Prebend圖 2-2 葉片氣動(dòng)外形ig. 2-2 Design flow chart of the Floating offshore wind tur建立坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于水線面平臺(tái)圓心，，風(fēng)的入

6MW 浮式風(fēng)力機(jī)示意圖ecifications of the 6MW floatingwind turbine圖 2-4 坐標(biāo)系和平臺(tái)自由度Fig. 2-4 The coordinate system and platformDOF表 2-1 6MW 風(fēng)機(jī)的總體參數(shù)Table 2-1 The overall parameters of the 6 MW wind turbine
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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本文編號(hào)：2664449