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15 MW级Spar漂浮式风电平台的设计方案及水动力性能研究
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作者 林琳 陈明杨 +3 位作者 杨鹏 沈盼盼 祝庆斌 张凯 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期71-81,共11页
[目的]针对15 MW级浮式风机,提出一种新型的Spar漂浮式风电平台设计方案,并对平台性能进行分析。[方法]基于势流理论对平台进行频域水动力计算,对不同浪向下的平台波浪力和运动响应特性进行研究;应用叶素动量法计算叶轮气动载荷并将其... [目的]针对15 MW级浮式风机,提出一种新型的Spar漂浮式风电平台设计方案,并对平台性能进行分析。[方法]基于势流理论对平台进行频域水动力计算,对不同浪向下的平台波浪力和运动响应特性进行研究;应用叶素动量法计算叶轮气动载荷并将其等效为风力系数,从而计算不同工况风浪流联合作用下的平台时域响应,同时对系泊缆的受力情况进行分析。[结果]结果显示,平台垂荡和纵摇在平台运动固有频率处出现了峰值点,且发生的位置均远离波浪的主要能量区域;在风浪流作用下,相较于工作工况,极限工况下的平台最大纵摇角略小,而最大纵荡和垂荡响应幅值以及最大系泊张力更大。[结论]研究证明新型Spar漂浮式风电平台具有良好的稳性和水动力性能,在设计环境载荷下,平台响应和系泊力均能满足要求,能够保障风力发电机组的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 漂浮式风机 SPAR平台 水动力响应
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OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究 被引量:1
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作者 林琳 陈明杨 +3 位作者 杨鹏 张洁 徐浩然 张凯 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期56-67,共12页
漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响... 漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。 展开更多
关键词 风能 浮式平台 水弹性 波浪载荷 浮式风电
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基于内外场匹配法的20000TEU集装箱船非线性波浪载荷研究
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作者 蒙经淼 杨鹏 +1 位作者 李金成 刘敬喜 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期214-226,共13页
[目的]旨在研究波高对船舶非线性波浪载荷的影响。[方法]以一艘20000TEU集装箱船为研究对象,首先,对其在不同波高下的波浪载荷进行数值研究。基于刚体理论,采用三维边界元和内外场匹配法计算流体场速度势和波浪激振力,并对自由面的范围... [目的]旨在研究波高对船舶非线性波浪载荷的影响。[方法]以一艘20000TEU集装箱船为研究对象,首先,对其在不同波高下的波浪载荷进行数值研究。基于刚体理论,采用三维边界元和内外场匹配法计算流体场速度势和波浪激振力,并对自由面的范围和网格划分进行收敛性分析。进一步地,分别考虑湿表面引起的波浪激励力与静水恢复力这2种非线性因素,采用三维非线性时域方法研究不同波高的非线性因素对船舶运动和波浪载荷的影响。[结果]结果显示,船体剖面波浪外载荷的非线性现象比船体运动更为显著,且随着波高的增加,船舶的倍频响应也增大。[结论]船舶非线性波浪载荷的倍频现象由船体湿表面变化引起的非线性波浪激励力和静水恢复力共同作用所致,其对波浪载荷量值和循环次数以及结构疲劳损伤的影响较大。因此,在实际工程设计阶段,需充分考虑船体载荷的倍频响应成分,以提高船舶安全性设计水平。 展开更多
关键词 集装箱船 动态响应 运动响应 波浪载荷 非线性 水弹性 时域分析 内外场匹配法
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