半潜式海上浮式风力机平台设计及水动力响应.pdf.pdf

科技导报 2014,32(2)
半潜式海上浮式风力机平台设计及
水动力响应
吴海涛 1,张亮 1,马勇 1,赵静 2,荆丰梅 1
1. 150001
哈尔滨工程大学海洋可再生能源研究所,哈尔滨
2. 116021
大连船舶重工集团有限公司设计研究所,大连
摘要为了开发海上风能资源,探索浮式风力机平台响应特性,设计了一种半潜式海上浮式风力机平台样机。利用风压模型模拟风
力机气动载荷,基于势流理论和Morison方程计算水动力载荷,并根据阻尼矩阵计算阻尼力和系泊线载荷,建立了海上浮式风力机运
动响应数值模型。制作了1/50的试验模型,并在水池进行水动力实验,对垂荡板在设计中的作用进行了验证,测量了模型的固有周
期、衰减系数以及规则波条件下的响应等,对比发现数值模型结果与实验结果吻合较好。在无风和额定工况下进行系统随机响应特
性数值分析,通过统计数据和响应频谱研究了风力机气动载荷对风力机平台运动特性的影响。发现该系统数值模型时效性好并可以
真实反映浮式风力机平台的运动特性,平台垂荡、纵摇、纵荡的响应结果满足海上浮式风力机系统对平台的性能要求。设计中加入垂
荡板使平台垂荡和纵摇的固有周期和衰减系数增加,提高了系统的稳定性。风力机气动载荷对纵摇传递函数产生有益的抑制,但会
放大纵摇和纵荡在共振区的响应。
关键词海上浮式风力机;半潜式平台;模型试验;响应特性
中图分类号 TK89,P752 文献标志码 A doi .1000-
Design and Response Characteristics of a Semi⁃submersible Platform
for Floating Offshore Wind Turbine
WU Haitao1, ZHANG Liang1, MA Yong1, ZHAO Jing2, JING Fengmei1
1. Institute of Ocean Renewable Energy System, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2. Research Institute, Dalian Shipbuilding Industry Co., Ltd., Dalian 116021, China
A semi ⁃ submersible platform was designed for wind energy exploration and response prehension. In
Abstract
numerical simulation, the whole numerical model of motion response for floating offshore wind turbine was established by three parts: the
aerodynamic load simulated through the wind pressure model as which the wind turbine was simplified; the hydrodynamic load calcula