隨著海上風(fēng)電的利用逐步由淺海海域向較深海海域發(fā)展,為開發(fā)能適用于30到100米水深海域的漂浮式風(fēng)機(jī),本文基于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“氣墊駁船型浮式風(fēng)機(jī)平臺及其水動力性能研究（51379051）”參與設(shè)計(jì)了一種氣墊式風(fēng)機(jī)支撐平臺。漂浮式風(fēng)機(jī)在波浪載荷作用下的響應(yīng)是工程設(shè)計(jì)必須考慮的因素,本文重點(diǎn)研究該氣墊式風(fēng)機(jī)支撐平臺的繞射及垂蕩動力性能,其難點(diǎn)主要在于氣墊平臺內(nèi)部存在的氣液自由液面。基于線性勢流理論,本文首先介紹了一種應(yīng)用于對氣墊支撐浮體規(guī)則波中頻域分析的拓展邊界積分方程理論。然后通過分離變量法求解了同樣存在內(nèi)域自由面問題的雙豎直板繞射問題的解析解,通過與數(shù)值方法的計(jì)算結(jié)果比較驗(yàn)證了該方法的合理性,繼而推導(dǎo)了二維矩形氣墊支撐結(jié)構(gòu)繞射問題的解析解。通過開展矩形氣墊支撐浮體繞射問題的模型試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了拓展邊界積分方程理論的可靠性。并研究了氣墊內(nèi)域自由面興波和內(nèi)部脈動壓強(qiáng)隨入射波頻率的變化,分析了氣室內(nèi)自由面興波與脈動壓強(qiáng)之間的關(guān)系,比較了氣室是否密封及氣室高度對內(nèi)自由面興波的影響。最后,為計(jì)算一種氣墊式風(fēng)機(jī)支撐平臺的垂蕩動力性能,基于線性氣動力學(xué)理論,相繼推導(dǎo)了圓形、環(huán)形和扇環(huán)形氣墊的... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 漂浮式風(fēng)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 氣墊支撐浮體研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 氣墊支撐浮體頻域分析的數(shù)值方法
    2.1 引言
    2.2 三維零航速頻域運(yùn)動理論
        2.2.1 浮體在規(guī)則波中線性響應(yīng)的定解問題
        2.2.2 三維無航速頻域格林函數(shù)
        2.2.3 浮體在規(guī)則波中的運(yùn)動方程
    2.3 氣墊支撐浮體在規(guī)則波中的頻域分析
        2.3.1 氣墊支撐浮體速度勢定解條件推導(dǎo)
        2.3.2 氣墊支撐浮體規(guī)則波中頻域運(yùn)動方程
        2.3.3 氣墊內(nèi)部自由液面浪高變化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 矩形氣墊支撐浮體繞射問題的解析解
    3.1 引言
    3.2 雙豎直板繞射問題研究
        3.2.1 雙豎直板繞射問題解析解推導(dǎo)
        3.2.2 計(jì)算結(jié)果比較分析
    3.3 二維矩形氣墊浮體繞射問題解析解推導(dǎo)
        3.3.1 氣墊結(jié)構(gòu)內(nèi)部自由面條件
        3.3.2 氣墊結(jié)構(gòu)速度勢初解
        3.3.3 氣墊結(jié)構(gòu)速度勢終解
    3.4 本章小結(jié)
第4章 模型試驗(yàn)與結(jié)果分析
    4.1 模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
        4.1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)和制作
        4.1.2 測量控制系統(tǒng)的設(shè)置
        4.1.3 試驗(yàn)工況的設(shè)計(jì)
    4.2 試驗(yàn)分析
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 幾種氣墊的氣動力系數(shù)推導(dǎo)
    5.1 引言
    5.2 速度勢滿足的定解條件
    5.3 速度勢求解
        5.3.1 圓形氣室的氣動速度勢
        5.3.2 圓環(huán)型氣室的氣動速度勢
        5.3.3 扇環(huán)形氣室的氣動速度勢
    5.4 氣動力系數(shù)計(jì)算
第6章 扇環(huán)形氣墊式風(fēng)機(jī)支撐平臺的垂蕩運(yùn)動研究
    6.1 扇環(huán)形氣墊式風(fēng)機(jī)支撐平臺介紹
    6.2 計(jì)算結(jié)果及分析
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]箱型氣浮結(jié)構(gòu)的垂蕩水動力系數(shù)解析研究[J]. 劉憲慶,辜文杰,別明娟,朱建凱,魏佼琛.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[2]氣浮箱型結(jié)構(gòu)在有限水深中的波浪力研究[J]. 周建忠,劉憲慶.  水運(yùn)工程. 2015(06)
[3]氣浮箱型結(jié)構(gòu)縱蕩運(yùn)動水動力系數(shù)解析研究[J]. 劉憲慶,辜文杰,別明娟,魏佼琛.  后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]氣浮海洋平臺的水動力系數(shù)分析[J]. 劉憲慶,辜文杰,別明娟,朱建凱,魏佼琛.  中國水運(yùn)(下半月). 2014(11)
[5]筒基平臺氣浮拖航傾斜角模型試驗(yàn)[J]. 丁紅巖,劉建輝.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(11)
[6]基于多元統(tǒng)計(jì)的筒型基礎(chǔ)海洋平臺拖航分析[J]. 丁紅巖,劉建輝,沈克麗.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(07)
[7]箱筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)氣浮拖航的穩(wěn)性計(jì)算[J]. 彭增亮.  中國港灣建設(shè). 2007(01)
[8]氣浮結(jié)構(gòu)的運(yùn)動特性研究[J]. 別社安,時忠民,王翎羽.  中國港灣建設(shè). 2001(02)
[9]氣浮結(jié)構(gòu)的小傾角浮穩(wěn)性分析[J]. 別社安,時鐘民,王翎羽.  中國港灣建設(shè). 2001(01)
[10]氣浮結(jié)構(gòu)的靜浮態(tài)分析[J]. 別社安,時鐘民,王翎羽.  中國港灣建設(shè). 2000(06)

博士論文
[1]氣浮筒型基礎(chǔ)拖航穩(wěn)性和動力響應(yīng)研究[D]. 劉憲慶.天津大學(xué) 2012
[2]筒型基礎(chǔ)海洋平臺氣浮拖航性能研究[D]. 劉建輝.天津大學(xué) 2009

碩士論文
[1]海上風(fēng)機(jī)半潛型浮式基礎(chǔ)水動力性能研究[D]. 曹菡.天津大學(xué) 2012
[2]人工島基礎(chǔ)氣浮拖航運(yùn)動性能試驗(yàn)研究[D]. 張積樂.天津大學(xué) 2012
[3]海上浮式風(fēng)力機(jī)平臺選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 葛沛.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]筒型基礎(chǔ)平臺氣浮拖航研究[D]. 欒文輝.天津大學(xué) 2006



本文編號：3154626