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海上浮式风力机平台锚泊系统设计与研究
| 论文题名： | 海上浮式风力机平台锚泊系统设计与研究 |
| 关键词： | 海上浮式风力机;水动力性能;系泊系统;时域模拟;优化选型 |
| 摘要： | 随着风能利用技术的发展和成熟,风能作为一项可持续性清洁能源逐渐成为我国能源战略发展中不可或缺的一部分。海上风电的开发利用对解决人口稠密沿海地区也有十分重要的意义。 近年来海上风电的利用一般集中在近海海域,随着近海资源的开发,近海水域的地域和环境限制,海上风电势必会往深海发展。而浅海应用较多的桩基式等风力机基础无法满足深海开发的要求,由固定式基础发展为漂浮式基础也成为必然趋势。由于海上风机与浮式基础和系泊系统之间的相互作用的复杂性,在研究系泊系统时,仍有很多亟需解决的难题。本文以5MW风机为例,主要工作如下 1.总结概括浮式平台的基本设计流程,以此为指导针对5MW风机设计多方案结构形式的浮式基础。通过对比各结构形式浮式基础的水动力性能及经济性等方面的优劣,最终确定相应功率风机的浮式基础结构选型的最优设计方案。然后以选择的风机平台为研究对象,对其系泊系统进行设计与研究; 2.分别应用三维势流理论和莫里森公式对spar风机平台的水动力性能进行计算,并对结果进行对比分析,由于计入粘性力的影响,两者计算出的运动响应曲线趋势和固有周期虽然大致相同。但是莫里森公式计算出的响应幅值明显小于势流理论计算出的响应幅值; 3.通过计算不同重心高度和不同水深的风机浮式平台的水动力性能,对六个自由度运动响应数值结果进行对比分析,得到水动力性能随重心高度及水深变化的规律。 4.对风机平台的不同工况的环境载荷进行计算,并以此对spar风机平台的系泊系统进行初步设计和3小时内的时域模拟计算,根据海洋平台相关规范对平台位移和锚链张力结果进行校核,完整状态和破损状态结果均满足安全要求。 5.通过对不同预张力、不同导缆孔位置、不同导缆孔布置形式和多成分系泊中不同钢缆的长度等的计算,分析了以上因素对海上浮式风机系泊系统位移和系泊张力的影响,得出一般变化规律,为海上风机浮式基础系泊系统的设计及优化选型提供依据。 |
| 作者： | 李梦阳 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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