海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)水動(dòng)力特性的研究.pdf

1、海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其風(fēng)資源穩(wěn)定、風(fēng)速高、無(wú)污染等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在世界各國(guó)迅速發(fā)展。國(guó)外在這方面相關(guān)技術(shù)研究和工程實(shí)踐中已經(jīng)取得很多成果。國(guó)內(nèi)方面，固定式風(fēng)機(jī)雖然已經(jīng)建成實(shí)際項(xiàng)目，但是開發(fā)成本昂貴;浮式風(fēng)機(jī)仍然處于理論研究階段。因此本文的研究對(duì)于促進(jìn)海上風(fēng)電技術(shù)的進(jìn)步與推廣應(yīng)用具有重要意義。
　　波浪荷載是海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)所承受的重要荷載之一，是設(shè)計(jì)海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)中需要考慮的重要因素。波浪會(huì)對(duì)海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)和穩(wěn)定性造成顯著的影響，本

2、文將針對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行研究，主要內(nèi)容有:
　　(1)選取美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)建立的5MW海上單樁式風(fēng)機(jī)模型，采用Morison公式計(jì)算波浪力，分別建立了海上風(fēng)機(jī)塔架考慮與不考慮流固耦合效應(yīng)時(shí)的動(dòng)力方程及數(shù)值模擬方法，并對(duì)比分析了這兩種情況下的波浪力和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的差異。結(jié)果表明，兩種情況下計(jì)算得到的波浪力和風(fēng)機(jī)響應(yīng)有明顯差異，并且這種差別跟風(fēng)浪大小等因素有關(guān)。
　　(2)基于重心移動(dòng)原理，結(jié)合風(fēng)力機(jī)平臺(tái)的靜平衡角和搖擺

3、周期等因素，提出了適用于半潛型浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)的初穩(wěn)性高度限值計(jì)算公式。然后從進(jìn)水角的角度分析了浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)大傾角穩(wěn)定性中的最不利傾斜軸問(wèn)題。最后利用Sesam軟件對(duì)某半潛型浮式風(fēng)力機(jī)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了浮筒間距、浮簡(jiǎn)直徑和干舷高度三個(gè)因素對(duì)風(fēng)力機(jī)平臺(tái)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:三個(gè)因素以不同的方式改變穩(wěn)定性，同時(shí)會(huì)對(duì)初穩(wěn)性高度、重心高度和排水體積等產(chǎn)生不同程度的影響。這些結(jié)論可為半潛型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)提供參考。
　　(3)選