风浪联合作用下半潜式浮式风机结构响应及故障分析

发布时间：2020-08-19 16:00

【摘要】：能源作为现代社会赖以生存的基石,无时无刻不受到世界各国的高度重视。随着社会的发展和人民环保意识的增强,清洁能源正被世界各国广泛的开发利用。风能作为清洁能源的重要组成部分,正扮演着能源革命中的重要角色。海洋以其风力资源丰富且稳定等诸多优势,正引领着风力发电之路由陆上向海上逐渐延伸。根据海上风力机基础不同可分固定式海上风力机和浮式海上风力机。随着水深的增加,固定式风力机在经济成本、结构强度等方面已经无法满足风电开发的需要。针对深海风电的开发,世界大型风电开发公司和科研院所提出了相应的浮式风力机概念模型,并对其展开了相关的研究。本文研究对象为国际电工协会(IEA)在Task30提出的浮式风机模型OC4 DeepCwind半潜式浮式风机。该型浮式风机适用于我国南海海域,对解决沿海海域和岛礁海域用电问题有积极的意义,为我国建设成为海洋强国的战略目标提供一定的技术支持。本文第一部分首先参考国际电工组织关于OC4 DeepCwind相关参数和美国可再生能源实验室(NREL)提出的NREL 5MW风力机样机的相关信息。对OC4 DeepCwind半潜式浮式风力机的模型进行了搭建,并基于势流理论在商业软件ANSYS-AQWA中对半潜式浮式风力机平台进行了水动力分析。本文第二部分设定两种半潜式浮式风力机的故障状态:锚链断裂故障和舱室破损工况。针对我国南海海况条件,模拟真实海况条件下,半潜式浮式风力机的运动响应和锚链力响应,并在时域内与正常完整状态下半潜式平台的相关响应做出对比。针对特定的分析要素,在频域内做出相关对比分析。本文第三部分对半潜式浮式风力机做出相应的改进,并提出改进后的新型半潜式浮式风机。针对我国南海海况环境,模拟真实海况条件下新型半潜式浮式风机的运动响应和锚链力响应,重点考虑纵荡、纵摇及主承载锚链力响应,并作出相关响应分析。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK83

【参考文献】

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本文编号：2797286