隨著全球化石能源的消耗和環(huán)境污染的加劇,可再生能源的探索和開發(fā)越來越成為世界各國的重要發(fā)展戰(zhàn)略。風(fēng)能作為最具利用價(jià)值的綠色可再生能源之一,其開發(fā)利用逐漸從陸上向海上邁進(jìn),海上風(fēng)力機(jī)的支撐平臺(tái)是海上風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)不可或缺的結(jié)構(gòu),保證平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全和防止平臺(tái)發(fā)生共振對海上風(fēng)力機(jī)的安全穩(wěn)定作業(yè)具有極其重要意義。本文以NREL 5MW海上風(fēng)力機(jī)張力腿平臺(tái)為研究對象,建立平臺(tái)結(jié)構(gòu)三維模型,采用有限元方法分析百年一遇極端海況下張力腿平臺(tái)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和振動(dòng)特性,主要工作如下:1.基于三維勢流理論和數(shù)值模擬技術(shù),對張力腿平臺(tái)海上漂浮式風(fēng)力機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算,求解其在極端海況下,海上漂浮式風(fēng)力機(jī)張力腿平臺(tái)六自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和水動(dòng)力載荷,結(jié)果表明:當(dāng)海風(fēng)、波浪和海流以0°入射角作用于海上風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)時(shí),其受到的水動(dòng)力載荷主要集中在平臺(tái)的縱蕩、垂蕩和縱搖方向,其他方向的載荷相對較小,可以忽略不計(jì),同時(shí)對平臺(tái)的六自由度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)也是集中在縱蕩、垂蕩和縱搖方向上。2.利用CAD軟件建立平臺(tái)及整機(jī)的幾何模型,研究極端海況下風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)在水動(dòng)載荷和氣動(dòng)載荷耦合作用下,對海風(fēng)、波浪和海流沿相同方向且... 

【文章來源】：上海理工大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

漂浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)種類

第二章 環(huán)境載荷與漂浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)參數(shù)第二章 環(huán)境載荷與漂浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)參數(shù)2.1 環(huán)境載荷海上漂浮式風(fēng)力機(jī)及其平臺(tái)在海上受到海風(fēng)、海流、波浪、海冰、海嘯等多種外界載荷的作用，且各種載荷之間存在耦合影響，甚至海岸地貌以及海底地基特征，海底泥沙的轉(zhuǎn)移等都會(huì)對漂浮式平臺(tái)產(chǎn)生一定的影響，但是海上風(fēng)力機(jī)張力腿平臺(tái)主要受到機(jī)艙、塔架、葉片及平臺(tái)自身重力，海風(fēng)、波浪和海流載荷，系泊預(yù)緊力以及靜水壓力的作用。海上漂浮式風(fēng)力機(jī)所受的環(huán)境載荷如圖 2-1 所示

圖 2-3 浮式風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)2.2.2 機(jī)艙和葉片設(shè)計(jì)葉片的詳細(xì)結(jié)構(gòu)參數(shù)及沿徑向各翼型分布和氣動(dòng)參數(shù)，由在文獻(xiàn)[29]中得到。機(jī)艙葉片整體的基本參數(shù)見表 2-3。考慮篇幅有限，機(jī)艙內(nèi)軸承、齒輪箱、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及其他機(jī)械設(shè)備對本文動(dòng)力學(xué)計(jì)算無明顯影響，故不做詳細(xì)敘述。表 2-3 機(jī)艙與葉片參數(shù)參數(shù) 數(shù)值偏航軸承距離靜水面位置(m) 87.6機(jī)艙重量(kg) 240000機(jī)艙重心沿下風(fēng)向距離偏航中心軸的距離(m) 1.9機(jī)艙重心距離偏航軸承的距離(m) 1.75葉片長度（從葉根到葉尖）(m) 61.5葉片總重量(kg) 110000葉片總重心（沿俯仰軸距葉根的距離）(m) 20.4752.2.3 塔架設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海上漂浮式風(fēng)力機(jī)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J]. 張亮,吳海濤,荊豐梅,崔琳.  海洋技術(shù). 2010(04)
[2]海上張力腿平臺(tái)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性研究[J]. 張社榮,黃虎.  太陽能學(xué)報(bào). 2010(09)
[3]基于設(shè)計(jì)情形的葉片模態(tài)分析[J]. 李云松,盧艷,劉韻.  機(jī)械研究與應(yīng)用. 2010(02)
[4]風(fēng)力機(jī)葉片有限元建模的兩種方法[J]. 阿榮其其格,劉文芝.  機(jī)械. 2009(01)
[5]深海系泊系統(tǒng)動(dòng)力特性研究進(jìn)展[J]. 唐友剛,張素俠,張若瑜,劉海笑.  海洋工程. 2008(01)
[6]關(guān)于我國沿海海域設(shè)計(jì)波參數(shù)的探討[J]. 王言英.  大連工學(xué)院學(xué)報(bào). 1984(04)

碩士論文
[1]漂浮式風(fēng)力機(jī)Spar平臺(tái)水動(dòng)力特性及優(yōu)化分析[D]. 成欣.上海理工大學(xué) 2015
[2]深水Spar平臺(tái)水動(dòng)力性能和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)數(shù)值研究[D]. 孫金偉.中國海洋大學(xué) 2010
[3]半潛式平臺(tái)系泊系統(tǒng)型式及其動(dòng)力特性研究[D]. 童波.上海交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3625262