海上浮式风机动力响应的时域耦合分析

发布时间：2020-06-22 04:32

【摘要】：海上浮式风机是未来海上风机发展的一个重要方向。其在真实海域中受力极其复杂,容易发生危险。海上浮式风机在运行时会同时受到风、波浪、锚链的作用,而这些荷载与浮体运动又存在耦合作用,因此对其动力响应进行耦合分析是非常重要的。本文建立了一种针对海上浮式风机动力响应的时域耦合计算模型。由气动力模块、水动力模块、系泊模块、系统运动模块构成。其中气动力模块采用叶素动量法计算风机受到的推力和功率；水动力模块根据一阶时域势流理论,采用边界元法计算浮体所受波浪力；系泊模块采用悬链线模型计算锚链力；系统运动模块利用时域浮体运动方程将其他模块耦合连接,计算出浮体每个时刻的运动响应。选取OC3-Hywind spar型海上浮式风机作为计算实例,通过对模块的单独验证以及模块间的耦合计算,验证了该时域耦合计算模型的准确性。对于浮式风机的动力响应进行了分析。利用频域方法分析了纵荡、垂荡和纵摇之间的耦合关系。利用时域方法,对比分析了规则波和不规则波作用下,有风作用时和无风作用时的运动响应。同时还分析了运动响应对风机功率的影响。对风、浪不同入射条件时锚链力的变化也进行了分析。对于影响运动响应的结构参数进行了研究。计算和研究了恢复力和质量对结构固有频率的影响。通过增加垂荡板,研究了不同波浪频率下阻尼对运动响应的影响。通过改变锚链上系泊点位置,研究了系泊对运动响应的影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK83

【参考文献】

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本文编号：2725195