海上風(fēng)機(jī)氣動性能和浮式平臺水動力計算分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會對能源需求的不斷增加和傳統(tǒng)能源的日益開采消耗，能源危機(jī)越來越凸顯。人們開始尋找出路，于是將目光投向了新能源領(lǐng)域。風(fēng)能尤其是海上風(fēng)能作為一種清潔的、可再生的新能源，在近幾年得到了充分的發(fā)展，越來越引起了各國政府的重視，成為了未來能源發(fā)展的重要方向。研究海上風(fēng)機(jī)，對于發(fā)展海上風(fēng)電，解決未來能源問題具有重要意義。
　　本文以計算流體力學(xué)（CFD）的開源軟件平臺OpenFOAM為工具，利用數(shù)值模擬的方法計算了海上風(fēng)機(jī)的氣動性能

2、、浮式平臺在波浪中的水動力性能，以及海上風(fēng)機(jī)對浮式平臺運動響應(yīng)的影響等初步耦合分析，并利用CFD方法能直接模擬三維粘性流場的優(yōu)勢，分析了海上風(fēng)機(jī)的尾流場，為今后進(jìn)行海上風(fēng)機(jī)整體耦合分析奠定了基礎(chǔ)。
　　本文首先介紹了兩種求解葉片旋轉(zhuǎn)運動的方法：多重參考系法求解定常流場問題和滑移網(wǎng)格法求解非定常流場問題，并分別用螺旋槳和美國國家可再生能源實驗室NREL Phase VI風(fēng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)算例對這兩種方法進(jìn)行了驗證，表明了這兩種方法的可靠性。

3、
　　在此基礎(chǔ)上，針對海上風(fēng)機(jī)的氣動性能分析，首先研究了湍流模型、計算域大小以及不同偏航角等不同參數(shù)對數(shù)值模擬結(jié)果精確性的影響。然后，針對國際能源署（IEA）Task30的Offshore Code Comparison Collaboration Continuation（簡稱OC4） Phase II所用的NREL5MW海上風(fēng)機(jī)，分別用多重參考系法和滑移網(wǎng)格法計算了葉片的氣動性能。并且為了研究塔影效應(yīng)，計算了葉片帶塔架時的氣動