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浮摆式波浪发电平台系泊系统设计及其稳定性分析
| 论文题名： | 浮摆式波浪发电平台系泊系统设计及其稳定性分析 |
| 关键词： | 波浪发电;系泊系统;稳定性分析;浮体平台;发电装置 |
| 摘要： | 波浪发电装置大多需要安装在离岸式浮体平台上，平台的稳定性直接关系到发电装置的运行效果以及人员和设备的安全。而平台的稳定性除了受自身结构的限制外，定位系统对平台稳定性也有不可忽视的影响。 本文主要研究系泊系统对浮摆式波浪发电平台稳定性的影响，研究内容包括以下四个方面: 首先，围绕波浪发电装置的定位需求，以现有海洋平台的定位技术为参考，介绍波浪发电平台的三种主要定位系统的结构型式及其应用实例，并针对各种定位系统的特点提出波浪发电平台定位系统选择的一些建议。 其次，针对一台自行设计的浮摆式波浪发电平台的运动特点与采能方式，对其系泊系统进行设计。所设计的系泊型式为“平台—连接缆—浮筒—锚链—锚”的悬链线单点浮筒系泊。设计过程中，以实验海域海况参数为依据，计算系统载荷，并采用准静力分析法对系泊系统各构件进行选型设计。所设计的连接缆为钢丝绳、浮筒为圆柱型钢制浮筒、锚链为二级有档锚链、作业锚为AC-14锚，所设计的系统符合安全要求。 再次，利用水动力分析软件AQWA模拟额定海况，对采用单点浮筒系泊的楔形平台的运动状况进行仿真。通过模拟平台在不同波浪入射角条件下的横荡、纵荡和横摇运动，发现楔形平台在45°波浪入射角时运动最为剧烈;针对45°入射角工况，分别模拟平台在不同锚链预张力条件下的运动响应，发现平台在6kN～8kN的预张力条件下运动最为剧烈。仿真结果显示，采用单点浮筒系泊的楔形平台在危险工况下，稳性仍有较大富余，满足运行要求。 最后，以1∶30的比例将实体平台和所设计的系泊系统制成模型，并在波浪水槽中进行物理模型稳定性机理实验。根据实验结果和实海况运行情况分析，证实模型平台在设计海况的条件下，所设计的系泊系统能够维持平台正常运行，满足稳定性要求。 |
| 作者： | 郑松根 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 何宏舟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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