新型浅吃水浮式基础风力机动力响应研究

针对水深70 m海域提出一种新型浅吃水浮式风力机的概念设计,并进行动力特性分析。建立浮式风力机系统的气动-水动-系泊耦合的非线性动力学分析模型,基于叶素-动量理论计算气动载荷,采用势流理论计算水动力载荷,采用三维有限元动力分析模型计算系泊缆张力,利用Matlab开发相应的数值计算工具,研究新型浅吃水浮式风力机的运动性能。结果表明,新型浅吃水浮式基础风力机可在70 m水深海域支撑5 MW风力机的正常运行,同时增大底部减动结构直径可有效减小基础纵摇运动和系泊缆张力,从而提高风力机系统的安全性和稳定性。

较浅海域新型Spar浮式风机水动力特性研究

由于水深限制,传统的Spar型浮式风机并不适用于我国沿海浅海海域。为了推进浮式风机在我国的实际应用,本文提出一种新型浅吃水Spar型浮式风机。针对不同的关键设计参数,进行频域水动力分析,根据短期预报的结果,选出最优结构关键参数。分别研究该新型浅吃水浮式风机在作业海况和生存海况下的运动性能,建立浮式风机系统的气动-水动-系泊全耦合数值分析模型,基于叶素动量理论计算风机系统的气动载荷,采用势流理论计算水动力载荷。从计算结果可以看出,无论是在作业海况还是生存海况,新型浅吃水Spar型浮式风机摇摆减小,运动性能良好,系缆张力满足设计要求。结果表明:加装沉箱的新型Spar型浮式风机,改善了Spar风机对吃水深度的限制,可以在浅水海域有效运行。