海上浮式风机在支撑平台运动影响下的气动特性研究

作     者：刘格梁 胡志强 段斐 LIU Geliang;HU Zhiqiang;DUAN Fei

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2017年第35卷第1期

页      面：42-50页

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 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] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51239007) 

主　　题：海上浮式风机 气动载荷 支撑平台运动 叶素动量法 非定常分析 

摘      要：浮式风机的平台作为支撑系统,其六自由度刚体运动响应决定上层风机的运动状态,也影响叶轮的环境载荷。叶轮的运动使周围流场变得复杂,叶片承受着非定常的气动载荷。研究中考虑叶片结构的运动,将基于定常流场的叶素动量理论用于局部叶素的气动分析,考虑偏航模型,充分模拟气流与叶轮的相互作用。在给定平台各个自由度运动下,计算叶轮气动参数,分析平台运动带来的影响,从入流速度方面探究引起气动载荷变化的本质原因。研究发现,叶轮气动性能和转动轴的方向有关,若平台运动改变转动轴方向,会引起气动载荷以多倍于叶轮旋转的频率发生周期变化,平台转动自由度的运动对叶轮气动性能影响显著。