潮流能作為海洋可再生能源的重要組成部分,具有能量密集度高、清潔無污染、儲量豐富等特點。隨著傳統(tǒng)化石能源日益匱乏以及環(huán)境問題愈發(fā)嚴重,潮流能的開發(fā)利用得到各國的廣泛關注。在實際工作時,潮流能電站除了承受風、浪、流等海洋環(huán)境載荷外,水輪機在工作時會帶動周圍流場產生巨大的水平載荷和傾覆力矩,直接影響漂浮式潮流電站的穩(wěn)定性;此外,由于潮流電站工作所處海域水深一般較淺,錨鏈懸垂部分相對較少,在水輪機作用下錨鏈會受到沖擊載荷,其變形能不足以抵抗外部載荷的作用,容易發(fā)生走錨或錨鏈斷裂的危險。淺水系泊一直都是研究的熱點問題,在設計錨泊方案時,若要增加錨鏈系泊力,需要延長海底躺鏈長度,導致成本增加,并且錨鏈的布置會占用更廣闊的水域;若降低錨鏈預張力,則需減少錨鏈的跨距,增加躺鏈的相對長度,會導致浮體的飄曳范圍增加,加劇結構物的運動響應。本文基于以上工程實際問題,以300kW水平軸漂浮式潮流電站為研究對象,結合潮流電站自身特點與工程實際情況,確定系泊系統(tǒng)的設計準則并進行系泊系統(tǒng)設計。首先基于三維勢流理論,在頻域范圍內對漂浮式發(fā)電裝置載體在規(guī)則波中的水動力特性進行分析,并對水動力學軟件AQWA進行二次開發(fā),... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數】：98 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 潮流能利用國內外研究現狀
        1.2.1 潮流能利用國外研究現狀
        1.2.2 潮流能利用國內研究現狀
    1.3 錨泊系統(tǒng)國內外研究進展
    1.4 本文主要工作內容
第2章 浮體水動力基本理論
    2.1 浮體水動力計算數學模型
        2.1.1 流場和坐標系定義
        2.1.2 微幅波理論
    2.2 浮體的頻域計算方法
        2.2.1 輻射繞射速度勢求解
        2.2.2 浮體的頻域運動方程
        2.2.3 格林函數法
    2.3 浮體的時域計算方法
        2.3.1 附加質量和時延函數的計算
        2.3.2 浮體的時域運動方程
    2.4 本章小結
第3章 潮流能裝置水動力計算分析
    3.1 潮流能裝置載體基本參數
    3.2 潮流能裝置載體水動力特性計算
        3.2.1 水動力計算模型
        3.2.2 自由運動下載體運動響應RAO
        3.2.3 載體的附加質量和阻尼
        3.2.4 平均二階波浪漂移力
        3.2.5 振蕩波激振力
    3.3 水平軸水輪機水動力分析
        3.3.1 基于CFD的水輪機水動力計算方法
        3.3.2 數值分析方法
        3.3.3 水平軸葉輪搖蕩條件下水動力系數計算模型
    3.4 本章小結
第4章 系泊系統(tǒng)剛度特性多參數分析
    4.1 浮式結構系泊系統(tǒng)靜力分析
        4.1.1 非彈性系泊懸鏈線方程
        4.1.2 系泊系統(tǒng)整體靜力分析
    4.2 系泊系統(tǒng)剛度方程的建立
    4.3 單根錨鏈系泊剛度多參數分析
        4.3.1 單根錨鏈系泊模型
        4.3.2 水平預張力分析
        4.3.3 水深對系泊剛度影響分析
    4.4 系泊系統(tǒng)總體系泊剛度多參數分析
        4.4.1 多錨鏈系泊系統(tǒng)計算模型
        4.4.2 系泊系統(tǒng)各自由度回復剛度分析
        4.4.3 水平預張力分析
        4.4.4 水深對系泊剛度影響分析
    4.5 本章小結
第5章 潮流能裝置錨系設計與分析
    5.1 潮流能裝置錨泊系統(tǒng)設計依據
        5.1.1 環(huán)境載荷
        5.1.2 錨鏈強度
        5.1.3 平臺位移
    5.2 漂浮式潮流能裝置海洋環(huán)境條件
        5.2.1 潮流能裝置海洋環(huán)境
        5.2.2 流載荷計算
        5.2.3 風載荷計算
        5.2.4 潮流能裝置運行狀態(tài)說明
    5.3 錨泊系統(tǒng)設計方案說明
        5.3.1 錨泊系統(tǒng)基本參數
        5.3.2 純錨鏈設計方案
        5.3.3 組合系泊設計方案
    5.4 錨泊系統(tǒng)初步設計結果
        5.4.1 設計工況時域計算結果
        5.4.2 生存工況時域計算結果
        5.4.3 兩種方案初步設計對比
    5.5 漂浮式潮流能裝置錨泊系統(tǒng)強度校核
        5.5.1 系泊系統(tǒng)最大極限狀態(tài)校核
        5.5.2 系泊系統(tǒng)部分失效狀態(tài)校核
    5.6 錨的選取與設計
        5.6.1 純錨鏈方案
        5.6.2 組合系泊方案
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄 A 錨鏈規(guī)格表
附錄 B AC-14大抓力錨參數表


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3153009