大型海上风机的半潜式浮动基础结构设计与性能分析
[Abstract]:With the increasing of energy demand and environmental protection, it is more and more important to promote the development of clean renewable energy. Wind energy is a kind of renewable green energy, its development and utilization has become a research hotspot in recent years. Compared with limited land wind energy, ocean wind energy has a broader development prospect. The results show that the fixed bottom foundation is only suitable for the sea area with water depth of less than 60 meters, while the floating foundation is more economical in the deeper sea area. At present, the foundation of deep-sea floating fan is in the stage of prototype test in the world, but it is still blank in our country, and the related design method and analysis technology are far from mature. Therefore, based on the characteristics of large offshore fan, this paper will design the floating fan foundation suitable for deep sea area, and emphatically analyze its hydrodynamic and structural characteristics. Based on the analysis of the characteristics of the main types of floating foundation of offshore fan and the experience of the developed prototype in the world, the semi-submersible floating foundation is selected as the main research object of this paper in combination with the marine environmental conditions in the South China Sea area of China. The external structure of the foundation is based on the design concept issued by the University of Maine, DeepCWind.The offshore fan uses the parameters of the 5MW fan published by the American Renewable Energy Laboratory, and uses the hanging chain mooring system to prevent the drift of the foundation. For the selected semi-submersible floating fan foundation, the excellent stability characteristics of the two operating conditions are first verified. Secondly, based on the frequency-domain method, the stability of the semi-submersible floating fan is verified. The characteristics of response amplitude factor and hydrodynamic coefficient are calculated and compared with or without mooring system. Finally, the six-degree-of-freedom chronological responses of floating foundation operating in three directions and self-storage are analyzed in time domain. The hydrodynamic analysis results show that the foundation can meet the requirements of normal operation and self-storage of 5MW offshore fan. The internal structure of semi-submersible floating foundation is preliminarily designed. In the overall strength analysis, the deterministic design wave method is adopted, and seven kinds of design waves are selected as unfavorable wave load conditions. The effects of load on the structure under different working conditions are analyzed, and the overall strength and buckling strength of the foundation are checked. The layout of the internal structure and the selection of the material are the important factors affecting the stress distribution and size. The work of this paper will provide a reference for the design of the foundation of marine semi-submersible floating fan.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU476
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本文编号:2247722
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