Spar型浮式風機平臺動力響應分析.pdf

1、隨著日益嚴峻的能源稀缺和全球變暖,風能作為一種綠色可再生的能源,越來越受到人們的關注。由于陸上風機的安裝空間有限,而近海海域的風機又會影響海岸環(huán)境,深海海域廣闊的安裝空間和巨大的風能資源吸引了越來越多的專家學者致力于浮式風機的研究。
　　本文首先綜述了國內(nèi)外浮式風機平臺運動相應的研究現(xiàn)狀,然后概述了浮式風機工作狀態(tài)可能會遇到的風和海浪的基本特性。作為前期研究準備工作,基于OpenFOAM開發(fā)了二維粘性數(shù)值波浪水池,并驗證了其有效性

2、。然后,利用SESAM軟件中的Patran-Pre模塊建立了OC3-Hywind Spar型浮式風機平臺的面元模型。由于勢流在解決大尺度海洋工程問題中的豐富經(jīng)驗,本文介紹了解決無系泊無航速浮式海洋結構物在波浪載荷作用下頻域內(nèi)運動響應的勢流理論,隨后,使用HydroD模塊計算了該Spar型風機平臺的附加質量、阻尼系數(shù)、RAOs和激勵力,從Spar型浮式風機平臺的RAO中粗略估算出該平臺的固有頻率,給出了Spar型平臺工作時的危險頻率范圍。

3、隨后,介紹了有系泊浮式海洋結構物在波浪載荷作用下時域內(nèi)運動相應的相關理論,設定了系泊風機在工作狀態(tài)下可能遇到的環(huán)境條件,在DeepC模塊中考慮Spar型風機平臺與系纜之間的耦合作用,計算了系泊風機在均勻定常風作用下的靜平衡位置,以及在均勻定常風和規(guī)則波作用下、在均勻定常風和相應不規(guī)則波作用下的動力響應。通過對時域結果進行譜分析,總結出平臺的運動可分為與錨鏈和平臺固有頻率相關的低頻運動和與遭遇波浪頻率相關的高頻運動兩部分;通過對時域結果進