一种波浪能装置的两点系泊特性分析

发布时间：2021-04-15 02:24

　　以鹰式二号波浪能装置浅水系泊为背景,研究波浪能装置两点系泊限位下的系泊受力特性以及系泊环境对其影响规律。通过采用Newman近似方法与全QTF方法计算系泊受力,分析Newman近似方法的适应性;通过改变频率、有义波高、预张力、系泊链径等环境条件研究系泊受力变化情况。研究表明:浅水情况下,Newman近似方法计算系泊受力与全QTF方法计算结果差异随频率的增加而增大,高频下Newman计算结果失真;对于来波功率恒定的不规则波,随谱峰周期的减小及有义波高的增大系泊受力增大;对于相同系泊条件,随着预张力的增加,系泊受力缓慢增加;随着系泊链径的增加,系泊刚度变大,系泊受力先增大到极值后迅速变小,当系泊链径足够大时,波频运动受到限制,低频运动引起的系泊受力占主导作用。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

鹰式二号波浪能装置外形示意图

鹰式二号波浪能装置系泊示意图

对于不规则波中的浮式锚泊系统，其低频二阶力的计算通常的方法包括全QTF方法以及广泛采用的Newman近似方法。Newman近似方法是利用规则波下计算得到的平均二阶力来近似获得QTF矩阵，其计算效率较高，但其在频率较大波谱、浅水等环境下其近似计算精度较差。从图4可得：在LF计算模式下，采用全QTF方法计算的低频二阶力系泊平均力比采用Newman近似方法计算受力大，这是因为Newman近似方法计算低频二阶力完全忽略了二阶速度势的影响，且随频率的增大其差值有增大的趋势，表明Newman近似在频率较大的波谱下计算误差较大。为防止系泊锚链断裂，装置抛锚现象，系泊系统中对系泊极值的研究比对平均值的研究更具有实际意义，因此图5～图8注重系泊极大受力特性的研究。从图5可得：LF计算模式下，随着频率的增加，在浅水情况下，采用Newman近似方法计算的系泊最大受力显著增加，与采用QTF计算的系泊最大受力相比差值越来越大，使得采用Newman近似计算结果失真。因此对于在浅水、高频下的波浪能装置系泊受力计算采用Newman近似方法不适合，因此本文后续LF计算模式全部采用QTF方法。同样，对比LF QTF系泊最大受力与LF QTF+HF系泊最大受力数值比较，发现波频运动引起的系泊受力是重要的，不可忽略。

【参考文献】：
期刊论文
[1]两点系泊系统的研究[J]. 范模.  中国海上油气.工程. 2003(06)



本文编号：3138487