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漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析
| 论文题名： | 漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析 |
| 关键词： | 潮流电站;系泊系统;水动力计算;钻井平台 |
| 摘要： | 潮流能作为可再生能源的一种，具有巨大的开发潜力，近年来成为国内外的研究热点。漂浮式潮流能发电机组依托于浮式载体，其系泊系统关系着潮流能电站的安全运行和生存。关于载体系泊系统的研究，国际上主要集中在海洋钻井平台方面，由于工作的环境尤其是水深条件的差异，使潮流电站平台和深水钻井平台的系泊系统出现了很大不同。关于潮流电站的系泊系统的研究，目前可供参考的文献较少，这给潮流电站的系泊系统的设计带来了很大困难。因此，本文以浮式潮流电站为对象，通过对AQWA软件二次开发，合理的考虑了水轮机的作用，提出并研究带有弹性索以及浮筒的组合系泊系统，研究成果对系泊系统的设计具有参考意义。 本文首先介绍能源利用背景、潮流能技术以及系泊系统的发展现状。接着阐述本文应用的载体水动力基本理论，包括频域理论、间接时域理论以及水轮机的水动力计算方法。考虑到水轮机载荷的周期性以及已经发展的计算方法，本文通过写Fortran语言对软件进行了二次开发，并开展算法的理论验证。 在系泊系统的设计方面，基于悬链线理论，在系泊系统中加入弹性索，将弹性索的长度和位置作为设计变量，研究弹性索对系泊系统的作用规律。通过考察不同水深下载体的运动以及系泊链的张力，研究弹性索的适用范围以及它和传统的系泊系统性能的差异。 借鉴FPSO的系泊形式，研究含有浮筒的系泊方案。考虑到潮流能水轮机的载荷特性，首先介绍了关于浮筒排水量的设计方法，针对不同外形浮筒的系统特性进行计算和优选，得到了球形浮筒对系泊系统最有利的结论。为了进一步研究浮筒设计参数的影响规律，以浮筒与载体之间的距离、浮筒方位与载体之间的夹角以及载体安装水深等参数为设计变量，分析了组合系泊系统的特性，得到了相关结论，供设计研究参考。 |
| 作者： | 李辉 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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