海上浮式風電是新能源開發(fā)利用的重要方向。相較于水平軸風力機,垂直軸風力機以無復雜的偏航對風系統(tǒng),發(fā)電設備位于塔筒底部,制造工藝簡單,運維方便,噪音污染小等獨特優(yōu)勢備受青睞。本文以5MW大型垂直軸風力機及其半潛式浮式基礎(chǔ)為研究對象,考慮空氣流動的剪切效應,以海洋環(huán)境風速廓線為數(shù)值風洞入口邊界條件,基于STAR-CCM+軟件平臺,采用CFD方法對5MW垂直軸風力機進行氣動特性研究。通過功率系數(shù)、切向力系數(shù)、法向力系數(shù)和葉片表面壓力系數(shù)等分析剪切流和均勻流的差異;針對有無塔筒的風力機模型,研究塔影效應對大型垂直軸風力機發(fā)電功率的影響;通過改變塔筒直徑,以轉(zhuǎn)矩系數(shù)、葉片表面風壓分布變化規(guī)律和速度渦結(jié)構(gòu)云圖揭示塔筒大小對塔影效應的影響。基于勢流理論,采用ANSYS/AQWA軟件,以DeepCWind半潛式浮式基礎(chǔ)為對象,針對上部垂直軸風力機處于停機狀態(tài)工況,研究在不同入射角和不同錨鏈長度下浮式基礎(chǔ)的縱蕩、縱搖的變化,以系泊力和系泊剛度角度分析錨鏈張力、臥鏈長度的變化。對半潛式浮式基礎(chǔ)施加周期性外部轉(zhuǎn)矩載荷,研究外部轉(zhuǎn)矩對浮式基礎(chǔ)縱蕩、縱搖和艏搖運動的影響。 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

016年世界主要國家風電裝機增量狀況

圖 1-2 2011-2016 年我國海上風電裝機量情況-2 2011-2016 years of offshore wind power loading in

圖 1-3 世界各國海上風電發(fā)電量分布Fig.1-3 Distribution of wind power at sea in the w海洋浮式風電系統(tǒng)是我國“十三五”計劃中有助于大力推進我國沿海地區(qū)的能源產(chǎn)業(yè)

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]水平軸與垂直軸風力發(fā)電機的比較研究[J]. 蔣超奇,嚴強.  上海電力. 2007(02)
[4]海洋環(huán)境條件聯(lián)合設計標準[J]. 劉德輔,施建剛,王鋒.  海洋學報(中文版). 1994(02)

博士論文
[1]垂直軸風力機非定常氣動特性數(shù)值模擬[D]. 左薇.華北電力大學 2015

碩士論文
[1]水平軸風力機塔影效應的數(shù)值模擬研究[D]. 丁勇鋼.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2009
[2]漂浮式潮流電站錨泊系統(tǒng)的設計和計算[D]. 張洋.哈爾濱工程大學 2004



本文編號：3300341