mw级海上浮式风机运动特性研究海洋工程.pdfVIP

第３５卷第３期 海 洋 工 程 Ｖｏｌ. ３５ Ｎｏ. ３ ２０１７年５月 ＴＨＥ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｍａｙ ２０１７ 　 　 文章编号:１００５￣９８６５(２０１７)０３￣００４４￣０８ １０ ＭＷ级海上浮式风机运动特性研究 １ꎬ２ １ꎬ２ １ꎬ２ 徐应瑜 ꎬ胡志强 ꎬ刘格梁 (１. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室ꎬ上海　 ２００２４０ꎻ２. 上海交通大学 高新船舶与深海开发装备协 同创新中心ꎬ上海　 ２００２４０) 摘　 要:以ＤＴＵ １０ ＭＷ基准风机为研究对象ꎬ单柱式平台作为基础支撑结构ꎬ使用ＦＡＳＴ软件计算分析ꎬ考虑单独风、单独波 浪以及风浪组合三种环境条件ꎬ对 １０ ＭＷ级海上浮式风机的运动特性进行研究ꎮ 研究发现:系统摇荡是风激励的低频运动和 波浪激励的波频运动的合成ꎬ气动阻尼削弱系统的波频运动ꎻ系统纵荡和纵摇运动存在明显的耦合现象ꎬ而垂荡运动和其他 方向的运动没有耦合关系ꎻ受纵摇影响ꎬ转动的风轮产生陀螺惯性力矩ꎬ激励首摇运动ꎻ随着风机单机容量的增加ꎬ风激励的 低频运动比例增大ꎬ波浪激励的波频运动比例减小ꎮ 关键词:浮式风机ꎻ运动特性ꎻ气动阻尼ꎻ耦合ꎻ陀螺惯性力矩 中图分类号:Ｐ７５２ꎻＴＫ８９　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 ＤＯＩ:１０.１６４８３/ ｊ.ｉｓｓｎ.１００５￣９８６５.２０１７.０３.００６ Ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ １０ ＭＷ￣ｌｅｖｅｌ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ １ꎬ２ １ꎬ２ １ꎬ２ ＸＵ Ｙｉｎｇｙｕ ꎬＨＵ Ｚｈｉｑｉａｎｇ ꎬＬＩＵ Ｇｅｌｉａｎｇ (１. Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｃｅａｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ２００２４０ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｈｉｐ ａｎｄ Ｄｅｅｐ￣Ｓｅａ ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎꎬＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏ Ｔｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ ２００２４０ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬａ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ｏｎ ｔｈｅ ＤＴＵ １０ＭＷ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ａ ｓｐａｒ￣ｔｙｐｅ ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ＦＡＳＴ ｃｏｄｅ. Ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ １０ ＭＷ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｗｉｎｄ ｏｎｌｙꎬｗａｖｅ ｏｎｌｙꎬａｎｄｗｉｎｄ￣ａｎｄ￣ｗａｖｅ ｃａｓｅｓ.Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｏｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｗｉｎｄ ａｎｄ ｗａｖｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｗａｖｅ. Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｄａｍｐｉｎｇ ｗｅａｋｅｎｓ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ. Ｓｕｒｇｅ ａｎｄｐｉｔｃｈ ｍｏｔｉｏｎｓｈａｖｅ ａ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒꎬｂｕｔ ｈｅａｖｅｍｏｔｉｏｎ ｉｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ. Ｍｏｔｉｏｎ ｉｎ ｙａｗ ｉｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｇｙｒ