半转叶轮水轮机载体平台多目标优化设计

针对半转叶轮水轮机载体平台横摇与纵摇对水轮机水动力性能的影响较大,设计一种双体浮式平台作为半转叶轮水轮机载体平台,采用计算流体动力学的方法计算水轮机横摇与纵摇许用角范围;基于频率响应法建立平台横摇与纵摇的幅值响应算子(RAO)理论分析模型,计算平台横摇与纵摇的RAO,通过比较RAO理论模型与数值模拟计算结果,验证理论模型的有效性;以平台横摇与纵摇的RAO为目标函数,以尺寸约束及平台的稳定性为约束条件,对载体平台主尺度参数进行多目标优化设计。结果表明:半转叶轮水轮机横摇许用角为(0°,8°),纵摇许用角为(0°,12°);优化后双体浮式平台的最大横摇角与纵摇角分别为7.49°与8.78°,均在半转叶轮水轮机横摇与纵摇的许用角范围之内,横摇与纵摇的RAO降幅分别为49.36%和42.46%,能够保证半转叶轮水轮机高效运转。