隨著海上風(fēng)能開發(fā)的深入和風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展,海上風(fēng)電場逐步向深遠(yuǎn)海發(fā)展,浮式基礎(chǔ)安裝靈活,受水深影響相對較小,能滿足深遠(yuǎn)海風(fēng)電開發(fā)需求,具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。本文選用天津大學(xué)風(fēng)電課題組設(shè)計的潛式浮式風(fēng)機(jī),運用數(shù)值分析、模型試驗相結(jié)合的研究方法,研究風(fēng)浪聯(lián)合作用下潛式浮式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)耦合動力特性。建立風(fēng)機(jī)-塔架-浮式平臺-系泊系統(tǒng)耦合動力模型,對比分析潛式浮式、張力腿式、半潛式風(fēng)機(jī)平臺運動響應(yīng)特性,研究發(fā)現(xiàn)潛式浮式風(fēng)機(jī)在中等水深50²00m范圍內(nèi)有較好的水動力特性;通過研究不同風(fēng)浪環(huán)境荷載作用下潛式浮式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)動力響應(yīng),發(fā)現(xiàn)浮式平臺垂蕩和縱蕩運動主要由風(fēng)和波浪激勵產(chǎn)生,平臺縱搖響應(yīng)和系纜線張力主要受波浪荷載的影響;開展?jié)撌礁∈斤L(fēng)機(jī)在不同波浪荷載作用下的物理模型試驗,通過與數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行對比分析,試驗結(jié)果與數(shù)值計算吻合較好,進(jìn)一步驗證了數(shù)值計算的正確性。研究系纜線長度和預(yù)張力大小對潛式浮式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)耦合動力響應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)潛式浮式風(fēng)機(jī)系纜線長度從40m到100m縱蕩響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差值增大了47.2%,縱搖最大值增大了116.7%;系纜線預(yù)張力從1500kN到4500kN時縱蕩最大... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

固定式基礎(chǔ)形式

（d）日本半潛式 （e）日本 Spar （f）Pilot Park 浮式風(fēng)電場圖 1-2 浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式.2 浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)海上浮式風(fēng)機(jī)主要包括風(fēng)電機(jī)組、塔筒、浮式平臺以及系泊系統(tǒng)。在海境條件下，浮式平臺與系泊系統(tǒng)相互作用，平臺的動力響應(yīng)帶動系纜線運線為浮式平臺提供回復(fù)力，這種相互作用在長波浪周期下效果更為顯著的約束作用更加重要，同時系纜線的張力也會快速增大。目前針對幾種主要浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式，常見的系泊方式主要包括：懸鏈緊式。表 1-3 是幾種系泊方式的特點對比。浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)主要包括、系纜線和海底錨固基礎(chǔ)。系纜點是系泊系統(tǒng)與浮式平臺連接結(jié)構(gòu)，系的布置對系泊系統(tǒng)受力有一定影響；系纜線下端通過錨固基礎(chǔ)固定在海的錨固基礎(chǔ)有：抓力錨、樁基礎(chǔ)和吸力式基礎(chǔ)等。

圖 2-3 潛式浮式風(fēng)機(jī)在風(fēng)浪作用下的偏移示意圖波浪載荷作用在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)上，使得系纜線內(nèi)力發(fā)生變化，這些性，長期作用對系纜線的疲勞壽命有很大的影響。因此需要分過程中系纜線的內(nèi)力變化。如果將系纜線系泊系統(tǒng)假定為線性系纜線系泊載荷tiF 為：0t t ti ij jF F C 潛式浮式風(fēng)機(jī)平臺運動幅度與其水深相比較小，可以假設(shè)其系角度j ，系纜線始終保持伸直狀態(tài)，如圖 2-3，潛式浮式風(fēng)機(jī)度系數(shù)tijC 可以通過以下各式求得：11 1522 243342 4451 550 0 0 00 0 0 00 0 0 0 00 0 0 00 0 0 0t tt tttijt tt tC CC CCCC CC C

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]日本漂浮式風(fēng)電技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向[J]. 伍紹博,尹海卿,張開華,時蓓玲.  中國港灣建設(shè). 2017(06)
[2]淺談國內(nèi)外海上風(fēng)電基礎(chǔ)型式與發(fā)展趨勢[J]. 賈曉輝,關(guān)輝.  中國設(shè)備工程. 2017(12)
[3]張力腿式浮式風(fēng)機(jī)平臺的水動力和空氣動力耦合響應(yīng)分析（英文）[J]. 沈馬成,胡志強(qiáng),耿添.  船舶力學(xué). 2017(03)
[4]我國海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀分析與政策研究[J]. 李娜.  科技展望. 2016(32)
[5]Test Research on Influence of Draft on Towing Behaviors of 3-Bucket Foundation Platform[J]. 樂叢歡,楊家溢,丁紅巖,張浦陽.  Transactions of Tianjin University. 2016(05)
[6]浮式風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)在氣動載荷和波浪載荷聯(lián)合作用下的運動響應(yīng)研究[J]. 倪鵬,李良碧.  中國海洋平臺. 2016(04)
[7]半潛型浮式風(fēng)機(jī)運動特征及系泊系統(tǒng)的研究[J]. 鄧露,唐梓珈,王彪,宋曉萍,吳海濤.  船舶工程. 2016(08)
[8]深海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析[J]. 姜楠.  新能源進(jìn)展. 2015(01)
[9]半潛型風(fēng)電浮式基礎(chǔ)運動特性試驗研究[J]. 劉中柏,唐友剛,王涵,楊鋼,林維學(xué),李嘉文.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[10]海上風(fēng)電漂浮式基礎(chǔ)平臺及其風(fēng)險分析[J]. Charles R Briggs,柴瑞龍,朱丹.  風(fēng)能. 2012(01)

博士論文
[1]新型海上風(fēng)機(jī)浮式基礎(chǔ)設(shè)計與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)耦合動力分析[D]. 李嘉文.天津大學(xué) 2014

碩士論文
[1]浮式風(fēng)機(jī)平臺的系泊系統(tǒng)研究與耦合分析[D]. 唐梓珈.湖南大學(xué) 2016
[2]深水TLP浮式風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及疲勞特性研究[D]. 石銳峰.中國海洋大學(xué) 2015
[3]海上浮式風(fēng)機(jī)半潛式基礎(chǔ)水動力特性研究[D]. 毛瑩.上海交通大學(xué) 2015
[4]基于TLP原理的海上風(fēng)機(jī)浮式基礎(chǔ)研究[D]. 衛(wèi)濤.江蘇科技大學(xué) 2014
[5]海上浮式風(fēng)機(jī)平臺錨泊系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 李夢陽.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[6]海上浮式風(fēng)機(jī)平臺穩(wěn)性及錨泊系統(tǒng)性能研究[D]. 鄧慧靜.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[7]半潛式平臺系泊系統(tǒng)型式及其動力特性研究[D]. 童波.上海交通大學(xué) 2009



本文編號：3593335