非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究

作     者：刘英芳 黎国彦 李志雨 李焱 

作者机构：中国海洋工程装备技术发展有限公司 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 081505[工学-港口、海岸及近海工程] 0808[工学-电气工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2023YFB4203301) 国家自然科学基金项目(52471298) 天津市企业科技特派员项目(23YDTPJC00080) 

主　　题：15 MW半潜型浮式风机 非线性波浪载荷 瞬时湿表面 基础运动响应 

摘      要：浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性，包括考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力，以及二阶速度势产生的波浪载荷。而线性势流理论无法反映这些特性，对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机模型，基于三维势流理论和直接时域积分法，分别在额定作业和极端生存工况下，对比线性波浪载荷和非线性波浪载荷对基础运动响应的影响。结果表明，非线性波浪载荷会显著增大浮式基础的低频响应，并激发其在固有频率下的运动。纵荡和纵摇对非线性波浪载荷更为敏感，而垂荡所受影响最小。环境参数主要影响运动响应在不同频率下的能量占比。