針對我國深水風(fēng)資源開發(fā)的未來需求,結(jié)合張力腿式結(jié)構(gòu)平面內(nèi)縱蕩運(yùn)動性能相對薄弱的問題,相關(guān)學(xué)者提出了一種新型串聯(lián)浮筒張力腿式風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(A series buoys connected tension leg platform,Serbuoys-TLP),并初步驗證了該結(jié)構(gòu)型式對張力腿式風(fēng)力機(jī)平面內(nèi)運(yùn)動性能的改善作用,但在某些海況下Serbuoys-TLP運(yùn)動性能并不理想,甚至出現(xiàn)運(yùn)動響應(yīng)增大的情況。就上述問題,本文基于繞射和輻射理論建立Serbuoys-TLP系統(tǒng)的水動力耦合模型,進(jìn)一步探討了不同因素對Serbuoys-TLP運(yùn)動性能的影響,并結(jié)合相關(guān)規(guī)律給出適應(yīng)實(shí)際海況的串聯(lián)浮筒參數(shù)。首先,基于三維勢流理論,建立了浮式基礎(chǔ)及串聯(lián)浮筒的水動力模型,采用邊界元方法分析了模型在流場中的水動力特性,并得到了風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)以及串聯(lián)浮筒的附加質(zhì)量、輻射阻尼、不同頻率下風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)對應(yīng)的波浪力等水動力參數(shù)。同時在AQWA-LINE相關(guān)卡片中分別添加了有無串聯(lián)浮筒的系泊剛度,計算了頻域下浮式基礎(chǔ)的縱蕩運(yùn)動響應(yīng)幅值,計算結(jié)果符合典型的張力腿式結(jié)構(gòu)特點(diǎn);AQWA-NAUT中將浮筒等效為直徑增大的張力筋腱,對...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 國內(nèi)外海上風(fēng)力資源利用現(xiàn)狀
        1.1.2 海上風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)的分類
    1.2 張力腿式結(jié)構(gòu)發(fā)展概述
        1.2.1 張力腿平臺發(fā)展及研究歷程
        1.2.2 張力腿式海上風(fēng)力機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 張力腿式平臺結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 海上浮式風(fēng)力機(jī)計算基本理論
    2.1 波浪理論
        2.1.1 基本方程及邊界條件
        2.1.2 線性波浪理論
        2.1.3 不規(guī)則波浪理論
    2.2 波浪載荷計算
        2.2.1 輻射-繞射理論
        2.2.2 莫里森方程
        2.2.3 波浪載荷計算方法的選擇
    2.3 海流載荷計算
    2.4 張力筋腱數(shù)學(xué)模型介紹
        2.4.1 無質(zhì)量彈簧模型
        2.4.2 集中質(zhì)量模型
        2.4.3 非線性梁模型
    2.5 頻域分析理論
        2.5.1 頻域運(yùn)動方程
        2.5.2 頻域傳遞函數(shù)
    2.6 本章小結(jié)
3 串聯(lián)浮筒張力腿式風(fēng)力機(jī)的水動力分析
    3.1 Serbuoys-TLP的基本參數(shù)
    3.2 水動力模型建立
    3.3 浮式基礎(chǔ)及浮筒的水動力計算
        3.3.1 水動力系數(shù)
        3.3.2 波頻波浪激勵計算
    3.4 串聯(lián)浮筒張力腿式風(fēng)力機(jī)動力特性分析
        3.4.1 頻域運(yùn)動響應(yīng)
        3.4.2 自由衰減計算
    3.5 本章小結(jié)
4 串聯(lián)浮筒張力腿式風(fēng)力機(jī)時域分析
    4.1 無質(zhì)量彈簧模型的建立
        4.1.1 耦合運(yùn)動方程的建立
        4.1.2 張力矢量的計算
        4.1.3 多體耦合程序求解流程
    4.2 多體耦合程序驗證
    4.3 規(guī)則波作用下的時域分析
        4.3.1 時域運(yùn)動響應(yīng)
        4.3.2 不同浮筒影響因素探究
    4.4 不規(guī)則波況下抑制效果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 串聯(lián)浮筒張力腿式風(fēng)力機(jī)系泊系統(tǒng)的動力響應(yīng)
    5.1 張力筋腱有限元離散模型的建立
        5.1.1 整體剛度質(zhì)量矩陣
        5.1.2 軸向力計算
        5.1.3 張力腿運(yùn)動方程
    5.2 簡化為梁單元的系泊系統(tǒng)與浮式基礎(chǔ)耦合運(yùn)動計算
        5.2.1 程序收斂性驗證
        5.2.2 浮式基礎(chǔ)耦合動力響應(yīng)
    5.3 考慮水流力作用下浮式基礎(chǔ)動力響應(yīng)分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究工作的總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：4019972