Spar型海上浮式风力机系统运动耦合计算方法

针对海上浮式风力机系统(FOWTs)与风浪流相互作用问题,建立了时域非线性耦合动力学方程和流体动力数学模型,采用Fortran语言编程、时域频域转换和龙格-库塔法迭代求解方法,分析定常风、规则波和随机风浪环境下,Spar型FOWTs除艏摇之外的5自由度运动响应特性。结果表明,额定定常风速时,风力机系统5自由度运动响应的平均值和峰峰值都受影响,而其他定常风速不影响纵向运动响应的峰峰值;规则波对5自由度运动响应的平均值影响很小,但峰峰值明显增大;在随机风浪下,FOWTs的纵荡(摇)和升沉运动分别不同程度地出现明显低频性和波频性,而且与风速相关。分析方法及其结果为海上FOWTs的运动性能设计提供参考。