【摘要】：波浪發(fā)電裝置大多需要安裝在離岸式浮體平臺(tái)上,平臺(tái)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到發(fā)電裝置的運(yùn)行效果以及人員和設(shè)備的安全。而平臺(tái)的穩(wěn)定性除了受自身結(jié)構(gòu)的限制外,定位系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定性也有不可忽視的影響。本文主要研究系泊系統(tǒng)對(duì)浮擺式波浪發(fā)電平臺(tái)穩(wěn)定性的影響,研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面:首先,圍繞波浪發(fā)電裝置的定位需求,以現(xiàn)有海洋平臺(tái)的定位技術(shù)為參考,介紹波浪發(fā)電平臺(tái)的三種主要定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式及其應(yīng)用實(shí)例,并針對(duì)各種定位系統(tǒng)的特點(diǎn)提出波浪發(fā)電平臺(tái)定位系統(tǒng)選擇的一些建議。其次,針對(duì)一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的浮擺式波浪發(fā)電平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與采能方式,對(duì)其系泊系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的系泊型式為“平臺(tái)—連接纜—浮筒—錨鏈—錨”的懸鏈線單點(diǎn)浮筒系泊。設(shè)計(jì)過程中,以實(shí)驗(yàn)海域海況參數(shù)為依據(jù),計(jì)算系統(tǒng)載荷,并采用準(zhǔn)靜力分析法對(duì)系泊系統(tǒng)各構(gòu)件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的連接纜為鋼絲繩、浮筒為圓柱型鋼制浮筒、錨鏈為二級(jí)有檔錨鏈、作業(yè)錨為AC-14錨,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)符合安全要求。再次,利用水動(dòng)力分析軟件AQWA模擬額定海況,對(duì)采用單點(diǎn)浮筒系泊的楔形平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行仿真。通過模擬平臺(tái)在不同波浪入射角條件下的橫蕩、縱蕩和橫搖運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)楔形平臺(tái)在45°波浪入射角時(shí)運(yùn)動(dòng)最為劇烈;針對(duì)45°入射角工況,分別模擬平臺(tái)在不同錨鏈預(yù)張力條件下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),發(fā)現(xiàn)平臺(tái)在6k N~8k N的預(yù)張力條件下運(yùn)動(dòng)最為劇烈。仿真結(jié)果顯示,采用單點(diǎn)浮筒系泊的楔形平臺(tái)在危險(xiǎn)工況下,穩(wěn)性仍有較大富余,滿足運(yùn)行要求。最后,以1:30的比例將實(shí)體平臺(tái)和所設(shè)計(jì)的系泊系統(tǒng)制成模型,并在波浪水槽中進(jìn)行物理模型穩(wěn)定性機(jī)理實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)海況運(yùn)行情況分析,證實(shí)模型平臺(tái)在設(shè)計(jì)海況的條件下,所設(shè)計(jì)的系泊系統(tǒng)能夠維持平臺(tái)正常運(yùn)行,滿足穩(wěn)定性要求。
[Abstract]:Most wave power generation devices need to be installed on the offshore floating platform. The stability of the platform is directly related to the operation effect of the power generation device and the safety of personnel and equipment. The stability of platform is not only limited by its own structure, but also can not be ignored by positioning system. This paper mainly studies the influence of mooring system on the stability of floating pendulum wave power generation platform. The research contents include the following four aspects: firstly, according to the positioning technology of the existing offshore platform, the positioning requirements of wave power generation equipment are discussed. This paper introduces the structural types and application examples of three main positioning systems for wave power generation platform, and puts forward some suggestions on the selection of positioning system for wave power generation platform according to the characteristics of various positioning systems. Secondly, the mooring system is designed for the mooring system of a floating tilting platform. The designed mooring type is a catenary single point buoy mooring with "platform-connecting cable-buoy-anchor chain". In the design process, based on the parameters of sea conditions in the experimental sea area, the system load is calculated, and the quasi-static analysis method is used to select and design the various components of the mooring system. The designed cable is a wire rope, the buoy is a cylindrical steel buoy, the anchor chain is a two-stage chain, and the working anchor is a AC-14 anchor. The designed system meets the safety requirements. Thirdly, using the hydrodynamic analysis software AQWA to simulate the rated sea conditions, the motion of the wedge platform with single point buoy mooring is simulated. By simulating the swinging, swinging and rolling motion of the platform at different wave incident angles, it is found that the wedge platform moves most intensely at the 45 擄wave incident angle, and at the 45 擄incident angle, The motion responses of the platform under different pre-tension conditions are simulated, and it is found that the motion of the platform is the most intense under the pre-tension condition of 6K N and 8K N. The simulation results show that the stability of the wedge platform with single point buoy mooring can meet the requirements of operation. Finally, the physical platform and the mooring system are modeled at 1:30, and the stability mechanism of the physical model is tested in the wave tank. According to the experimental results and the analysis of the actual sea conditions, it is proved that the mooring system designed by the model platform can maintain the normal operation of the platform and meet the requirements of stability under the conditions of sea conditions design.
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P743.2

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本文編號(hào)：2190057