【摘要】：隨著全球?qū)π履茉吹男枨蟛粩嘣龃?風(fēng)電行業(yè)發(fā)展越來越快,相關(guān)的研究課題成為科研和工程界的熱門議題。目前的海上風(fēng)電研究多集中于近海風(fēng)電,而水深大于60m的深水海域風(fēng)速大,持續(xù)時間長,風(fēng)速穩(wěn)定,潛藏大部分的海上風(fēng)電資源。風(fēng)機支撐基礎(chǔ)的選擇非常重要,在近海區(qū)域應(yīng)用較多的樁基式等風(fēng)力機基礎(chǔ)已經(jīng)無法滿足深海開發(fā)的要求,需要發(fā)展浮式風(fēng)機技術(shù)。浮式風(fēng)機主要由風(fēng)力發(fā)電機、浮動式基礎(chǔ)和系泊定位系統(tǒng)三部分組成。本文參考英國的Kincardine風(fēng)機采用的Semi-Spar概念,結(jié)合spar式基礎(chǔ)和半潛式基礎(chǔ)的特點,根據(jù)美國可再生能源實驗室(NREL)公布的5 MW海上風(fēng)機參數(shù),提出了一種新式Semi-Spar式海上浮式風(fēng)機平臺模型�；谌S勢流理論,利用AQWA軟件對浮式平臺進行水動力計算,得到幅頻響應(yīng)曲線,發(fā)現(xiàn)新式Semi-Spar式海上浮式平臺基礎(chǔ)縱搖幅值較一般半潛式浮式基礎(chǔ)偏小,水動力性能良好。通過研究平臺的浮筒間距和浮筒直徑對風(fēng)機平臺水動力性能的影響,結(jié)果表明增大立式浮筒之間的間距可以相對減小運動幅值,而增大浮筒直徑會使垂蕩幅值變大。通過計算頻域范圍內(nèi)不規(guī)則波作用下浮式風(fēng)機平臺的運動響應(yīng)及加速度結(jié)果,得到最不利波浪方向,并驗證新式平臺可靠性。根據(jù)環(huán)境荷載參數(shù)設(shè)計了系泊系統(tǒng)方案和錨鏈參數(shù),并通過時域耦合分析方法研究了在波浪荷載、風(fēng)載荷、流荷載和系泊力的聯(lián)合作用下整個系統(tǒng)的運動響應(yīng)和系泊張力響應(yīng)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)風(fēng)機的俯仰角度較小,風(fēng)機運動較為平穩(wěn),有利于風(fēng)機發(fā)電效率,系泊張力滿足規(guī)范要求。通過研究系泊角度、系泊纜數(shù)量、導(dǎo)纜孔位置和預(yù)張力大小等系泊參數(shù)對風(fēng)機基礎(chǔ)運動響應(yīng)和系泊張力的影響,得出一般變化規(guī)律,為海上風(fēng)機浮式基礎(chǔ)系泊系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化選型提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM315;U674.38

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本文編號：2612128