隨著近海風(fēng)電的建設(shè)與規(guī)劃日趨飽和,世界上發(fā)達(dá)國(guó)家將風(fēng)電資源的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)延伸到了深海。故深海浮式平臺(tái)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)性能研究成為各國(guó)的研究熱點(diǎn),美國(guó)、挪威等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)并投入使用,處于世界領(lǐng)先地位。我國(guó)關(guān)于海上浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái),尤其是深海浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)的研究,仍處于起步階段。本文研究的多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)借鑒Cell Spar平臺(tái)與Truss Spar平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中平臺(tái)的系泊系統(tǒng)選用矩形8根半張緊系泊纜的輻射式分布系泊模式。采用理論分析和數(shù)值模擬的方法在頻域和時(shí)域內(nèi)對(duì)平臺(tái)的水動(dòng)力性能和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了分析研究。建立多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)的三維模型,采用三維勢(shì)流理論分析平臺(tái)的水動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)性能,計(jì)算作用在平臺(tái)上的波浪載荷以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的傳遞函數(shù)等水動(dòng)力參數(shù),并對(duì)平臺(tái)在不規(guī)則波海浪中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行短期預(yù)報(bào)。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)平臺(tái)各方向的固有頻率遠(yuǎn)離南海波浪條件,平臺(tái)具有良好的耐波性和運(yùn)動(dòng)性能,所獲得的頻域計(jì)算結(jié)果可用于時(shí)域耦合計(jì)算。將系泊系統(tǒng)等各種非線性因素加入耦合分析中,分別考慮規(guī)則波、風(fēng)、流和南海極端海況下不規(guī)則波、風(fēng)、流的共同作用,采用三維非線性時(shí)域模擬方法分析了平臺(tái)...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 海上浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)簡(jiǎn)介及發(fā)展情況
    1.3 海上浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)主要研究?jī)?nèi)容進(jìn)展
        1.3.1 波浪載荷理論研究
        1.3.2 Spar平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)研究
        1.3.3 Spar平臺(tái)耦合分析研究
        1.3.4 渦激振動(dòng)的研究
    1.4 研究的難點(diǎn)與不足
    1.5 本文的主要工作
2 海洋環(huán)境荷載計(jì)算及超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)海況研究
    2.1 風(fēng)荷載的描述和計(jì)算
        2.1.1 風(fēng)速的描述
        2.1.2 風(fēng)荷載計(jì)算
    2.2 波浪荷載的描述和計(jì)算
        2.2.1 波浪理論的選擇
        2.2.2 波浪載荷的計(jì)算
    2.3 流荷載的描述和計(jì)算
        2.3.1 海流的描述
        2.3.2 海流荷載的計(jì)算
    2.4 臺(tái)風(fēng)條件下的海況描述
        2.4.1 環(huán)境條件和氣象風(fēng)級(jí)的關(guān)系
        2.4.2 概率分布函數(shù)及其參數(shù)的確定
        2.4.3 海洋環(huán)境參數(shù)的回歸分析
        2.4.4 統(tǒng)計(jì)系數(shù)的回歸分析
    2.5 臺(tái)風(fēng)條件下的環(huán)境參數(shù)確定
    2.6 本章小結(jié)
3 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)的抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)
    3.1 風(fēng)機(jī)模型介紹
    3.2 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)
        3.2.1 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)主要特點(diǎn)
        3.2.2 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)概念設(shè)計(jì)
        3.2.3 平臺(tái)尺寸確定
    3.3 結(jié)構(gòu)幾何模型與有限元模型的建立
    3.4 Spar型浮式平臺(tái)系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        3.4.1 系泊布置
        3.4.2 系泊方式
        3.4.3 系泊系統(tǒng)材料
        3.4.4 錨索長(zhǎng)度
        3.4.5 系泊方案確定
    3.5 本章小結(jié)
4 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的頻域分析
    4.1 粘性阻尼的計(jì)算
    4.2 系泊系統(tǒng)的阻尼
    4.3 結(jié)構(gòu)物在波浪中運(yùn)動(dòng)的組成
    4.4 頻域運(yùn)動(dòng)方程
    4.5 傳遞函數(shù)和響應(yīng)譜
        4.5.1 傳遞函數(shù)
        4.5.2 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)譜
    4.6 計(jì)算結(jié)果
        4.6.1 附加質(zhì)量和輻射阻尼
        4.6.2 一階波浪力
        4.6.3 二階平均波浪力
        4.6.4 二階差頻波浪力
        4.6.5 平臺(tái)的幅頻響應(yīng)函數(shù)(RAOs)
    4.7 Spar浮式風(fēng)機(jī)臺(tái)風(fēng)海況下的短期預(yù)報(bào)
    4.8 本章小結(jié)
5 多柱Spar型浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)及系泊系統(tǒng)時(shí)域耦合分析
    5.1 時(shí)域分析理論和運(yùn)動(dòng)方程
        5.1.1 時(shí)域分析理論
        5.1.2 時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程
    5.2 環(huán)境參數(shù)的選擇
    5.3 時(shí)域計(jì)算模型
    5.4 規(guī)則波和均勻風(fēng)、流作用下風(fēng)機(jī)平臺(tái)的動(dòng)力響應(yīng)
        5.4.1 規(guī)則波下平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和系泊纜張力時(shí)歷
        5.4.2 規(guī)則波下平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和系泊纜張力頻譜分析
    5.5 臺(tái)風(fēng)海況下風(fēng)機(jī)平臺(tái)的動(dòng)力響應(yīng)
        5.5.1 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)結(jié)果
        5.5.2 系泊系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果
    5.6 多柱Spar平臺(tái)與單柱Spar平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)對(duì)比
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 文章創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在校期間獲得的科研成果



本文編號(hào)：3848394