风浪联合作用下Braceless半潜式风机动力特性分析

发布时间：2021-08-05 06:42

　　我国拥有广阔的海岸线,海上风能资源丰富,适合发展海上风电,可以减少土地资源的占用,改善能源产业结构,缓解能源供给矛盾,对我国能源产业结构的优化起着非常重要的意义。对海上风机而言,工作时受到风荷载及波浪、海流等环境荷载来向不同,其运动响应及受力情况也不同。另外,在极端相干阵风作用下,风机的生存能力也进一步受到考验。本文针对Braceless半潜浮式风机,考虑不同的工作水深条件,进行风浪联合作用下浮式风机额定工况和生存工况的扫掠分析,及极端相干阵风作用下风机的动力特性研究。主要研究内容如下:（1）Braceless半潜浮式风机100m水深的扫掠分析。基于ANSYS-AQWA建立平台运动响应模型,使用AQWA软件,其中水动力荷载采用势流理论和莫里森方程,采用近场法计算二阶定常漂移力,用卷积积分方法转换辐射力为延迟函数,进行时域计算。风荷载采用叶素理论,分别在额定工况和生存工况下,对不同夹角的风浪流荷载组合分别计算平台六自由度运动响应及锚泊线张力时域响应。（2）对（1）中锚泊线出现最大值及运动响应出现最大值对应的工况设为典型工况,针对150m水深和200m水深的Braceless半潜浮式风机分... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景以及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 浮式风机历史及半潜浮式风机概念模型
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 研究内容与方法
        1.3.1 存在的问题
        1.3.2 本文研究工作
        1.3.3 技术路线
2 海上浮式风机荷载计算理论
    2.1 空气动力学荷载
        2.1.1 定常风载荷与脉动风载荷
        2.1.2 叶素动量理论
    2.2 波浪荷载
        2.2.1 莫里森方程
        2.2.2 势流理论
    2.3 海流荷载
    2.4 锚泊系统荷载
        2.4.1 悬链线理论
        2.4.2 准静态法
        2.4.3 集中质量法
    2.5 耦合时域运动方程
    2.6 本章小结
3 Braceless型浮式风机运动特性分析
    3.1 Braceless浮式风机建模参数
        3.1.1 风机
        3.1.2 浮式基础
        3.1.3 锚泊系统
    3.2 时域耦合模型建立
        3.2.1 Userforce简介
        3.2.2 湿网格模型建立
        3.2.3 叶片荷载等效简化
    3.3 Braceless型浮式风机运动特性分析
        3.3.1 锚泊线刚度特性
        3.3.2 自由衰减测试
        3.3.3 工况选取
        3.3.4 风浪流载荷扫掠分析运动响应
    3.4 本章小结
4 Braceless型浮式风机在不同水深的运动特性分析
    4.1 150m水深工况分析
        4.1.1 典型工况选取
        4.1.2 额定典型工况运动响应
        4.1.3 生存典型工况运动响应
    4.2 200m水深工况分析
        4.2.1 典型工况选取
        4.2.2 额定典型工况运动响应
        4.2.3 生存典型工况运动响应
    4.3 本章小结
5 Braceless型浮式风机在极端相干阵风工况运动特性分析
    5.1 极端相干阵风简介
    5.2 Braceless浮式风机在ECG不同作用时间运动响应分析
        5.2.1 工况选取
        5.2.2 180°ECG工况运动响应
        5.2.3 60°ECG工况运动响应
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3323276