漂浮式海洋能裝置耦合運(yùn)動(dòng)軟件研究.pdf

1、隨著海洋能的開發(fā)與利用逐漸由近海向深海邁進(jìn)，漂浮式海洋能裝置的應(yīng)用將更加廣泛。海洋能裝置載體平臺(tái)上的載荷形式與傳統(tǒng)海洋工程平臺(tái)有較大的不同，針對(duì)漂浮式海洋能裝置的耦合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析并開發(fā)形成耦合運(yùn)動(dòng)分析軟件，對(duì)于海洋能裝置的設(shè)計(jì)與分析具有重要意義。
　　本文首先回顧了哈爾濱工程大學(xué)海洋可再生能源研究所針對(duì)漂浮式海洋能裝置的研究歷程，總結(jié)了漂浮式海洋能裝置耦合運(yùn)動(dòng)的研究方法和經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上提出了耦合運(yùn)動(dòng)軟件的研究與設(shè)計(jì)。在載體平臺(tái)運(yùn)

2、動(dòng)分析中，針對(duì)簡(jiǎn)單形式的海洋能裝置載體平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和載荷進(jìn)行分析，基于勢(shì)流理論推導(dǎo)了基本方程，研究了載體平臺(tái)頻域水動(dòng)力系數(shù)及波浪載荷，基于發(fā)展的程序，給出了載體平臺(tái)附加質(zhì)量系數(shù)和阻尼系數(shù)的計(jì)算結(jié)果，并與文獻(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比。載體平臺(tái)時(shí)域運(yùn)動(dòng)計(jì)算采用間接時(shí)域法基本原理，將頻域水動(dòng)力系數(shù)轉(zhuǎn)換為時(shí)域水動(dòng)力系數(shù)，然后對(duì)時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值求解。基于發(fā)展的水動(dòng)力系數(shù)轉(zhuǎn)換程序和時(shí)域運(yùn)動(dòng)計(jì)算程序，研究了簡(jiǎn)單模型的運(yùn)動(dòng)，并將計(jì)算結(jié)果與AQWA軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行

3、了對(duì)比驗(yàn)證。在海洋能裝置系纜系統(tǒng)分析中，選擇錨鏈為研究對(duì)象，靜力分析采用了懸鏈線方程，動(dòng)力分析使用全矢量形式重新推導(dǎo)了三維集中質(zhì)量法的基本原理，生成了錨鏈靜態(tài)計(jì)算程序和動(dòng)態(tài)計(jì)算程序。靜態(tài)計(jì)算程序和動(dòng)態(tài)計(jì)算程序都通過實(shí)際模型的計(jì)算，與并與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。在海洋能裝置耦合運(yùn)動(dòng)分析和計(jì)算中，使用耦合計(jì)算程序針對(duì)不同的海洋能平臺(tái)及其系纜系統(tǒng)進(jìn)行了耦合運(yùn)動(dòng)分析，給出了載體平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)以及系纜系統(tǒng)受力情況的分析。
　　本文的核心是耦

4、合運(yùn)動(dòng)分析軟件設(shè)計(jì)，闡述了軟件設(shè)計(jì)涉及到的方法和工具，進(jìn)行了軟件的概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，生成了對(duì)用戶友好的圖形用戶界面。軟件的數(shù)值計(jì)算模塊采用了C++程序設(shè)計(jì)語言，使用了Eigen和Boost程序庫。軟件的圖形用戶界面采用C＃程序設(shè)計(jì)語言和WPF生成，具有3D圖形顯示功能，具有計(jì)算數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新功能。軟件的計(jì)算分析模塊和圖形用戶界面分屬不同進(jìn)程，采用 socket編程進(jìn)行進(jìn)程間通信。最后針對(duì)不同算例，對(duì)軟件功能進(jìn)行了測(cè)試?？偨Y(jié)了現(xiàn)有軟件各個(gè)