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新型半潜式浮式风机动力特性试验研究

振动与冲击 2022年第20期41卷 252-257页

作者：赵战华范亚丽匡晓峰周舒旎张凯中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司重庆401122

以新型半潜式浮式风机系统为研究对象,建立全耦合物理水池试验模型。通过系列水池模型试验,对浮式风机的固有特征和多物理场全耦合作用下系统总体响应进行试验研究。研究结果表明,系统六自由度固有周期均远离实际海上波浪频率范围,作业... 详细信息

以新型半潜式浮式风机系统为研究对象,建立全耦合物理水池试验模型。通过系列水池模型试验,对浮式风机的固有特征和多物理场全耦合作用下系统总体响应进行试验研究。研究结果表明,系统六自由度固有周期均远离实际海上波浪频率范围,作业环境3.92 m有义波高和极端环境9.5 m有义波高下纵/横摇运动最大值显著小于设计要求最大值约50%和10%,这表明新型浮式平台具有优良的运动稳性。试验中还发现,作业过程中塔筒顶部载荷存在叶片3P振动与塔筒一阶固有频率多模态叠加谐振现象,应当在结构优化中给予关注。

关键词：新型半潜式耦合塔筒顶部载荷水池试验

半潜式多浮体波浪能发电装置的水动力性能分析

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水力发电学报 2019年第9期38卷 91-101页

作者：胡缘杨绍辉何宏舟陈沪郑松根张迪集美大学机械与能源工程学院厦门361021 福建省能源清洁利用与开发重点实验室厦门361021 海洋可再生能源装备福建省高校重点实验室厦门361021

为缓解能源危机及环境恶化,加大对可再生能源的开发利用,本文将点吸收式与筏式波浪能转换技术相结合,提出一种半潜式多浮体波浪能发电装置。该装置主要由中央漂浮平台、振荡浮子、液压系统及驱动臂组成,将多个振荡浮子布放于海面上并采... 详细信息

为缓解能源危机及环境恶化,加大对可再生能源的开发利用,本文将点吸收式与筏式波浪能转换技术相结合,提出一种半潜式多浮体波浪能发电装置。该装置主要由中央漂浮平台、振荡浮子、液压系统及驱动臂组成,将多个振荡浮子布放于海面上并采集波浪能。为了提高装置的波浪能采集效率,利用AQWA水动力仿真软件对波浪能发电装置进行建模仿真分析,改变模型中浮子的质量、尺寸及结构等参数进行频域计算并分析单个浮子的频域响应;同时对单个浮子及装置整体在波高为1 m,波浪周期分别为5 s和3 s的海况下的时域响应特点进行分析。结果表明:浮子吃水部分的几何形状对于浮子附加质量及波浪激励力影响较大;同时当浮子的直径为2 m且浮子结构为圆柱形时,浮子的垂荡振幅更大,说明在波浪频率较低时更有利于最大限度地捕获波浪能,提升装置整体效率;而对于波浪频率较高海域,应当适当增加浮子直径,减轻浮子重量,采用圆锥形浮子,从而更有利于浮子捕获波浪能。采用最优浮子结构后,装置的波浪能捕获宽度比提升约95%,说明选用合适的浮子结构能够有效地提升装置的波浪能采集效率。

关键词：波浪能水动力性能半潜式多浮体式振荡浮子

15 MW半潜式风力机结构响应极值预报研究

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太阳能学报 2024年第9期45卷 534-542页

作者：曹林阳何林柴威施伟张礼贤曲晓奇高性能船舶技术教育部重点实验室(武汉理工大学) 武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 大连理工大学建设工程学部大连116024 中国船级社海洋工程技术中心天津300457

为保证大型浮式风力机在极端工况下的正常运行与结构安全,有必要开展极端工况下大型浮式风力机结构响应的极值预报以及结构安全性评估。该文采用OpenFast软件对中国南海50 a一遇的工况下15 MW半潜式风力机进行结构响应数值模拟,利用平... 详细信息

为保证大型浮式风力机在极端工况下的正常运行与结构安全,有必要开展极端工况下大型浮式风力机结构响应的极值预报以及结构安全性评估。该文采用OpenFast软件对中国南海50 a一遇的工况下15 MW半潜式风力机进行结构响应数值模拟,利用平均穿越率法并结合泊松近似假设,对大型浮式风力机塔基剪力和弯矩的极值分布进行预报。结果显示,极端工况下,浮式风力机在纵摇固有频率附近,由于纵摇运动引起气动载荷变化,导致塔底弯矩和剪力显著增加。同时,平均穿越率法能有效预报15 MW浮式风力机的塔基结构响应极值分布,在超越概率为0.01的情况下,基于1 h数值模拟响应样本预报的塔基剪力和弯矩极值能满足结构强度要求。

关键词：海上风力机半潜式可靠性评估极值预报平均穿越率法

半潜式与固定式海上风力机气动性能水池模型试验对比研究

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可再生能源 2022年第7期40卷 914-920页

作者：李荣富方龙宁巧珍章丽骏张子檀李晔新疆金风科技股份有限公司北京100176 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

近些年,浮式风力机已经进入了小规模实尺度试验及商业运营阶段,然而对浮式风力机的试验及数值模拟研究还不够充分。文章结合荷兰海洋研究所(MARIN)海洋水池的风浪联合模型试验结果,将一种三立柱半潜型浮式风力机与固定式风力机的气动性... 详细信息

近些年,浮式风力机已经进入了小规模实尺度试验及商业运营阶段,然而对浮式风力机的试验及数值模拟研究还不够充分。文章结合荷兰海洋研究所(MARIN)海洋水池的风浪联合模型试验结果,将一种三立柱半潜型浮式风力机与固定式风力机的气动性能进行了对比研究。经模型试验研究发现:在风力机的水池试验中,缩尺模型的推力系数较理想,但难以获得较好的能效系数;在相似试验条件下,相较于固定式风力机,浮式风力机叶轮受到的气动推力稍大。

关键词：浮式风力机模型试验半潜式固定式

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半潜式超大型浮式结构水动力系数研究

海洋工程 2017年第1期35卷 1-11页

作者：李青美吴林键王元战李怡天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心天津300072 重庆交通大学河海学院重庆400074

以半潜式超大型浮式结构在动力响应分析中的各水动力系数为研究对象,经理论推导得到D’Alembert动力学方程中的移动式海上基地(MOB)单模块运动的结构质量、结构附加质量、静恢复力系数的简易计算公式。以MOB的"三模块模型"为例,研究其在... 详细信息

以半潜式超大型浮式结构在动力响应分析中的各水动力系数为研究对象,经理论推导得到D’Alembert动力学方程中的移动式海上基地(MOB)单模块运动的结构质量、结构附加质量、静恢复力系数的简易计算公式。以MOB的"三模块模型"为例,研究其在6级海况浪向角为0°~90°条件下,各模块的附加质量系数及静恢复力系数的历时规律,以实例MOB中的第1个模块为代表展示了计算结果,并统计其最大值与文献资料中的结果进行对比。结果表明:运用本理论公式计算的结果与文献中所得结果相似,可验证本理论公式的正确性、可行性与合理性,为求解半潜式超大型浮式结构模块动力响应位移及转角提供简便的方法。

关键词：半潜式超大型浮式结构动力响应分析水动力系数移动式海上基地

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半潜式风电系统运动特性物理模型试验

船舶工程 2024年第S01期46卷 108-112,159页

作者：范可上海勘测设计研究院有限公司上海200335

为了开展漂浮式风电系统系统布置方案及偏航状态对系统6自由度运动响应、锚链拉力及塔底弯矩的影响,基于物理模型试验,采用推力相似原则,对比典型工况下系统特性特征。结果表明,正常运行状态下正对风向靠前布置的漂浮式风电系统布置方... 详细信息

为了开展漂浮式风电系统系统布置方案及偏航状态对系统6自由度运动响应、锚链拉力及塔底弯矩的影响,基于物理模型试验,采用推力相似原则,对比典型工况下系统特性特征。结果表明,正常运行状态下正对风向靠前布置的漂浮式风电系统布置方案更优;对于极限工况停机状态,当偏航系统调成风向垂直叶轮转轴时,对控制系统垂荡、艏摇自由度的运动响应有利;当偏航系统顺浆时,对于系统均衡锚链拉力,控制塔底弯矩有利。

关键词：半潜式运动特性模型试验布置影响偏航影响

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半潜式废旧轮胎结构消浪特性的试验研究

半潜式废旧轮胎结构消浪特性的试验研究

作者：金涛大连海洋大学

学位级别：硕士

随着海洋工程逐步向深水发展,传统结构形式消浪结构的应用受到一定的限制,新型消浪结构优势逐渐显现。近几年,新型消浪结构的应用越来越引起人们的重视,因为它不破坏水域的整体性和生态环境,不改变水流和泥沙运动条件的特点,特别适合需... 详细信息

随着海洋工程逐步向深水发展,传统结构形式消浪结构的应用受到一定的限制,新型消浪结构优势逐渐显现。近几年,新型消浪结构的应用越来越引起人们的重视,因为它不破坏水域的整体性和生态环境,不改变水流和泥沙运动条件的特点,特别适合需要消浪的深水水域。随着我国经济快速发展,汽车数量不断增多,废旧轮胎的回收利用问题越来越严重,考虑到轮胎比较经久耐用、绿色环保,因此对一种由废旧轮胎组成的半潜式的新型消浪结构的研究不失为一种前沿性的研究。在海洋消浪结构中对废旧轮胎为主要材料的半潜式结构的应用研究比较少见,因此为了了解半潜式废旧轮胎结构的消浪特性,掌握影响其消浪效果的因素,针对相对宽度、相对入水深度、相对水平净间距、垂直净间距、排列方式等因素对消浪效果的影响进行了物理模型试验,了解在规则波作用时该半潜式结构的消浪性能,试验结果表明:透射系数在相对宽度大于0.6时随宽度的增大而减小,随入水深度的增大而减小,水平间距的影响规律不是很明显,在模型潜入水中时,单层水平情况下波陡H/L和相对波高H/d对透射系数的影响不是很大,而双层水平情况下,改变波陡H/L和相对波高H/d对透射系数的影响还是很明显的,对于单层水平情况下宽度B=2.52m时在入水深度q=0.03m时消浪效果做好,垂直排列比水平排列消浪效果最佳等。对于波浪,由于模型潜入水体表面以下的原因,能够使水表面及以下部分波浪破碎,破坏了波浪原有的运动方式,也可反射部分波浪达到衰减波浪的目的。与现有的各种浮式和半潜式消浪结构物相比,经济、可靠、取材容易。关键是消浪结构是潜入海平面以下可以在不影响旅游景点海滩整体观光效果的同时可以达到很好的消浪作用,为其能够被广泛应用提供重要依据。对海岸带防护、减小海浪对海滩的侵蚀具有重要的作用。

关键词：物理模型试验透射系数半潜式规则波废旧轮胎

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横轴半潜式潮流能发电装置设计与试验研究

海洋工程 2020年第5期38卷 116-124页

作者：黄方平鲍灵杰彭天好陈俊华姜楚华浙江大学机械工程学院浙江杭州310058 安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 浙江大学宁波理工学院浙江宁波315100

为了促进深远海养殖装备朝智能化方向发展,解决电能供给困难的问题,克服抗风浪网箱受波流耦合作用对太阳能和风能利用的局限性的问题,针对养殖区域的低流速海域,提出了一种适用于深远海可升降网箱的横轴半潜式潮流能发电装置,建立了Savo... 详细信息

为了促进深远海养殖装备朝智能化方向发展,解决电能供给困难的问题,克服抗风浪网箱受波流耦合作用对太阳能和风能利用的局限性的问题,针对养殖区域的低流速海域,提出了一种适用于深远海可升降网箱的横轴半潜式潮流能发电装置,建立了Savonius型水轮机叶片受力数学模型,分析了叶轮中心与水面的距离对水轮机捕能效率的影响,利用Fluent软件数值模拟了导流增速浮体的速度场情况,设计了发电装置整体结构及锚泊系统,搭建了发电装置试验模型,开展了物理模型试验,测试了不同水流速度情况下与叶轮相对离水距有关的各参数变化情况,并对试验数据进行分析。试验结果表明,在不同的水流流速下,随着离水距的不断增加,捕获功率呈先增加后减小的趋势,当叶轮中心高出水面1/4个叶轮直径时,叶轮的输出功率最大。

关键词：深海网箱养殖低流速潮流能横轴半潜式发电装置水轮机

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半潜式抗风浪深水网箱养殖系统

中国水产 2002年第6期 74-75页

作者：周晓东范庆尧浙江舟山海洋科技有限公司烟台图书馆

一、系统结构1.工作平台:网箱的工作平台位于海面上3m处,直径约3m,平台上设有管理台、标志灯和储料罐,并且有一个浮梯将工作平台与海平面相连.工作船可以靠到浮梯上,通过输料管用鼓风机把船上的饵料输送到工作平台上的储料罐,一般一星... 详细信息

一、系统结构1.工作平台:网箱的工作平台位于海面上3m处,直径约3m,平台上设有管理台、标志灯和储料罐,并且有一个浮梯将工作平台与海平面相连.工作船可以靠到浮梯上,通过输料管用鼓风机把船上的饵料输送到工作平台上的储料罐,一般一星期只需输送一次饵料.

关键词：系统结构操作流程半潜式抗风浪深水网箱养殖系统