發(fā)布時間：2021-07-17 17:26

　　為分析風載荷對漂浮式平臺的重要影響,建立了基于單樁式及張力腿平臺的漂浮式風力機整機模型,基于葉素-動量理論與輻射/繞射理論,運用水動力軟件AQWA并結(jié)合有限元方法驗證了風載荷及風波耦合的重要性,研究了波浪單獨及風波耦合作用下漂浮式平臺的時頻域動態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明:風載荷使平臺產(chǎn)生了較大縱蕩與垂蕩漂移,其產(chǎn)生的傾覆力矩改變了縱搖平衡位置,風載荷使縱蕩響應(yīng)偏離平衡位置較垂蕩與縱搖響應(yīng)明顯;對于縱蕩響應(yīng),風載荷使兩平臺低頻固有頻率處的響應(yīng)峰值增加;對于垂蕩響應(yīng),風載荷使單樁式平臺固有頻率處的響應(yīng)峰值減小,使張力腿平臺縱蕩-垂蕩耦合響應(yīng)及波浪頻率處的響應(yīng)峰值大幅增加;對于縱搖響應(yīng),風載荷使單樁式平臺及張力腿平臺低頻固有頻率處的響應(yīng)峰值大幅增加;風載荷是引起單樁式平臺縱蕩-垂蕩耦合運動的關(guān)鍵因素;波浪載荷是引起張力腿平臺縱蕩響應(yīng)幅值較大的關(guān)鍵因素。 

【文章來源】：熱能動力工程. 2020,35(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

漂浮式風力機整機模型

圖2為葉素氣動力與葉素速度三角形示意圖,其中φ為入流角(°),φ=α+β;α為攻角(°),β為槳距角(°),Ω為旋轉(zhuǎn)角速度(rad/s);a為軸向誘導因子,a′為切向誘導因子,W為相對氣流速度(m/s),U為絕對速度(m/s)。W= U 2 (1-a) 2 +Ω 2 r 2 (1+a ′ ) 2 ?????? ??? (1)

波浪載荷求解方法主要有切片理論[23]、莫里森方程[24]及其修正方法和輻射/繞射理論[25]3種。切片理論認為可將結(jié)構(gòu)物分割為若干薄片,作用在結(jié)構(gòu)物上的水動力可由作用在每個薄片上的水動力疊加得到,將三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題,此法對求解長寬比大于3的結(jié)構(gòu)物有較高準確性。莫里森方程及其修正方法假定結(jié)構(gòu)物的存在對波浪運動無顯著影響,認為波浪對結(jié)構(gòu)物的作用主要由附加質(zhì)量效應(yīng)與粘滯效應(yīng)引起,適用于結(jié)構(gòu)物特征長度小于1/5波長的小尺度結(jié)構(gòu)物。漂浮式平臺同波長相比屬大尺度結(jié)構(gòu)物,平臺的存在使波浪發(fā)生變化,產(chǎn)生的繞射作用無法忽略,同時漂浮式平臺不屬尖瘦類結(jié)構(gòu),因此選用輻射/繞射理論來求解波浪載荷。波浪作用下,流場速度勢主要由3部分組成[26]。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]風浪流作用下漂浮式DeepCWind浮式平臺動力性能和系泊系統(tǒng)的影響[J]. 吳國強,周岱,雷航,馬晉.  科學技術(shù)與工程. 2018(11)
[4]基于不同結(jié)構(gòu)的漂浮式風力機Spar平臺靜動力學性能研究[J]. 劉宇航,李春,丁勤衛(wèi),王淵博,YE Ke-hua.  熱能動力工程. 2017(12)
[5]螺旋側(cè)板對漂浮式風力機平臺動態(tài)響應(yīng)的影響[J]. 丁勤衛(wèi),李春,王東華,張楠,葉舟.  動力工程學報. 2016(08)
[6]新型海上浮式風力機概念設(shè)計[J]. 任年鑫,馬哲,歐進萍.  太陽能學報. 2012(10)
[7]考慮多種非線性因素的張力腿平臺動力響應(yīng)[J]. 曾曉輝,沈曉鵬,劉洋,吳應(yīng)湘.  海洋工程. 2006(02)

碩士論文
[1]串聯(lián)浮筒張力腿式平臺水動力性能優(yōu)化[D]. 張倩.大連理工大學 2018



本文編號：3288616