漂浮式海洋能裝置耦合運動軟件研究.pdf

1、隨著海洋能的開發(fā)與利用逐漸由近海向深海邁進，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上的載荷形式與傳統(tǒng)海洋工程平臺有較大的不同，針對漂浮式海洋能裝置的耦合運動進行分析并開發(fā)形成耦合運動分析軟件，對于海洋能裝置的設(shè)計與分析具有重要意義。
　　本文首先回顧了哈爾濱工程大學海洋可再生能源研究所針對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動的研究方法和經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上提出了耦合運動軟件的研究與設(shè)計。在載體平臺運

2、動分析中，針對簡單形式的海洋能裝置載體平臺的運動和載荷進行分析，基于勢流理論推導了基本方程，研究了載體平臺頻域水動力系數(shù)及波浪載荷，基于發(fā)展的程序，給出了載體平臺附加質(zhì)量系數(shù)和阻尼系數(shù)的計算結(jié)果，并與文獻進行了對比。載體平臺時域運動計算采用間接時域法基本原理，將頻域水動力系數(shù)轉(zhuǎn)換為時域水動力系數(shù)，然后對時域運動方程進行數(shù)值求解?；诎l(fā)展的水動力系數(shù)轉(zhuǎn)換程序和時域運動計算程序，研究了簡單模型的運動，并將計算結(jié)果與AQWA軟件的計算結(jié)果進行

3、了對比驗證。在海洋能裝置系纜系統(tǒng)分析中，選擇錨鏈為研究對象，靜力分析采用了懸鏈線方程，動力分析使用全矢量形式重新推導了三維集中質(zhì)量法的基本原理，生成了錨鏈靜態(tài)計算程序和動態(tài)計算程序。靜態(tài)計算程序和動態(tài)計算程序都通過實際模型的計算，與并與文獻中的數(shù)據(jù)進行了對比。在海洋能裝置耦合運動分析和計算中，使用耦合計算程序針對不同的海洋能平臺及其系纜系統(tǒng)進行了耦合運動分析，給出了載體平臺的運動響應(yīng)以及系纜系統(tǒng)受力情況的分析。
　　本文的核心是耦

4、合運動分析軟件設(shè)計，闡述了軟件設(shè)計涉及到的方法和工具，進行了軟件的概要設(shè)計和詳細設(shè)計，生成了對用戶友好的圖形用戶界面。軟件的數(shù)值計算模塊采用了C++程序設(shè)計語言，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)計語言和WPF生成，具有3D圖形顯示功能，具有計算數(shù)據(jù)實時更新功能。軟件的計算分析模塊和圖形用戶界面分屬不同進程，采用 socket編程進行進程間通信。最后針對不同算例，對軟件功能進行了測試?？偨Y(jié)了現(xiàn)有軟件各個