多浮筒全潜式海上风机整机拖航运动特性试验对比

[目的]基于搭载了DTU 10 MW风机的三四筒型全潜式浮式风机整机海上拖航过程,开展了物理模型试验,对比研究三浮筒型式和四浮筒型式的SFOWT在拖航过程中各自由度运动响应及拖缆力在不同工况下的变化规律。[方法]首先在静水中开展自由衰减试验,随后在规则波和不规则波浪环境中开展拖航过程试验,研究不同的拖缆点高度、波高以及周期对拖航过程的影响。[结果]结果表明:(1)对SFOWT的垂荡、横摇和纵摇自振周期进行分析,发现相同自由度下2种结构SFOWT的自振周期相差在5 s以内,三浮筒式SFOWT与四浮筒式SFOWT相比,三浮筒式SFOWT垂荡加速度更小,纵摇和横摇的自然周期更大;(2)随着波高的增加,SFOWT在各自由度上的响应以及拖缆力都在增大,规则波和不规则波工况下波高的增加对三浮筒型式SFOWT垂荡加速度、横摇角的影响更大,纵摇角以及拖缆力较小;(3)当波浪周期与SFOWT自身的固有周期相差较大时,随着波浪周期的增大,除垂荡加速度外SFOWT各自由度上的响应呈现减小的趋势;(4)当拖缆点高度与水线面齐平时,2种型式SFOWT的拖缆力幅值较其他两种工况最大分别减小11.1%和14.7%。[结论]四浮筒型式SFOWT的拖航运动性能更佳。在实际工程中,应当将拖缆点高度布置在结构自浮时水面线所在的位置,以减小拖航过程中的运动响应。