Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、隨著日益嚴(yán)峻的能源稀缺和全球變暖,風(fēng)能作為一種綠色可再生的能源,越來越受到人們的關(guān)注。由于陸上風(fēng)機(jī)的安裝空間有限,而近海海域的風(fēng)機(jī)又會(huì)影響海岸環(huán)境,深海海域廣闊的安裝空間和巨大的風(fēng)能資源吸引了越來越多的專家學(xué)者致力于浮式風(fēng)機(jī)的研究。
　　本文首先綜述了國內(nèi)外浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的研究現(xiàn)狀,然后概述了浮式風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)可能會(huì)遇到的風(fēng)和海浪的基本特性。作為前期研究準(zhǔn)備工作,基于OpenFOAM開發(fā)了二維粘性數(shù)值波浪水池,并驗(yàn)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(fēng)機(jī)平臺(tái)的面元模型。由于勢(shì)流在解決大尺度海洋工程問題中的豐富經(jīng)驗(yàn),本文介紹了解決無系泊無航速浮式海洋結(jié)構(gòu)物在波浪載荷作用下頻域內(nèi)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的勢(shì)流理論,隨后,使用HydroD模塊計(jì)算了該Spar型風(fēng)機(jī)平臺(tái)的附加質(zhì)量、阻尼系數(shù)、RAOs和激勵(lì)力,從Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)的RAO中粗略估算出該平臺(tái)的固有頻率,給出了Spar型平臺(tái)工作時(shí)的危險(xiǎn)頻率范圍。

3、隨后,介紹了有系泊浮式海洋結(jié)構(gòu)物在波浪載荷作用下時(shí)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的相關(guān)理論,設(shè)定了系泊風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)平臺(tái)與系纜之間的耦合作用,計(jì)算了系泊風(fēng)機(jī)在均勻定常風(fēng)作用下的靜平衡位置,以及在均勻定常風(fēng)和規(guī)則波作用下、在均勻定常風(fēng)和相應(yīng)不規(guī)則波作用下的動(dòng)力響應(yīng)。通過對(duì)時(shí)域結(jié)果進(jìn)行譜分析,總結(jié)出平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)可分為與錨鏈和平臺(tái)固有頻率相關(guān)的低頻運(yùn)動(dòng)和與遭遇波浪頻率相關(guān)的高頻運(yùn)動(dòng)兩部分;通過對(duì)時(shí)域結(jié)果進(jìn)