检索结果-南通市图书馆

作者：吴懿峰重庆交通大学

学位级别：硕士

浮式设施是江河湖海水资源探索利用的重要技术装备,是推进海洋强国与交通强国战略、实现水资源保护与利用的重要支撑。系泊系统性能直接关系到浮式设施复杂环境下运行稳定与安全,是浮式设施中技术要求最为严格、技术难度最为突出的核心... 详细信息

浮式设施是江河湖海水资源探索利用的重要技术装备,是推进海洋强国与交通强国战略、实现水资源保护与利用的重要支撑。系泊系统性能直接关系到浮式设施复杂环境下运行稳定与安全,是浮式设施中技术要求最为严格、技术难度最为突出的核心部件。为了提高浮式设施的自适应潮位与自约束定位性能,提出了一种新型自适应潮位变化的海上浮式设施张紧式系泊装置。采用理论分析与物理模型试验相结合的方式,对搭载新型自适应定位系泊装置的半潜式浮式平台动态响应特性开展了以下研究。(1)在提出新型自约束定位系泊装置基础上,针对单轴双缆装置和三轴四缆装置力学分析模型,建立了包含系缆力、系缆角度、浮体姿态等参数的浮体平面自约束偏力学分析模型,分析了系泊装置自适应水位变化的自动收放缆触发条件,以及自适应流速(波浪作用)的自约束定位机理。以“蓝鲸1号”半潜式浮式平台为概化研究对象,设计了搭载新型自约束定位装置的海上半潜式浮式平台试验模拟结构,分析了该浮式平台的基本运行原理。(2)针对浮式平台试验研究目的,分析了试验需满足的相似准则,以“蓝鲸1号”半潜式浮式平台为概化研究对象,提出了比尺为1:100的新型自适应定位海上半潜式浮式平台的运行模拟试验方案。依托大型波流模拟试验港池系统,研究确定了试验浮式平台的具体布置方式,分析了纵横荡、潮位、缆力测量设备的选型与测量方式。通过对典型海况的分析,并结合波流试验港池尺度条件,研究提出了三种水深条件下的72个试验典型工况。(3)开展了三种水深条件下72个试验典型工况模拟试验,得到了不同工况条件下的纵横摇、纵横荡试验时程结果。通过对纵摇、横摇和艏摇时程数据分析可知:纵摇最大值为4.31°,横摇最大值为1.54°,艏摇最大值为0.06°,满足API规范10°的限制值。当周期相同,随着波高增加纵摇和横摇响应幅值增加,当波高相同时,随着周期的增加纵摇和横摇响应幅值增加。通过对纵荡和横荡时程数据分析可知:纵荡运动最大值为0.866m(水深的2.51%),横荡最大值为0.632m(水深的1.832%),纵荡的最大值和横荡的最大值在5%水深以下。新型浮式平台五自由度运动动态响应幅值随水位增加而增加。(4)开展了三种水深条件下72个试验典型工况模拟试验,得到了不同工况条件下的四根缆绳张力试验时程结果。通过缆力时程数据分析可知:四根缆绳张力随波浪作用呈现周期性变化趋势,在相同工作波浪荷载下,缆绳张力动态响应幅值随水位增加而增加,其中艏部1#、4#较艉部2#、3#缆绳略大,缆绳张力最大值为19624.5k N,通过选择直径为350mm的聚酯缆绳,其安全系数为1.75,满足规范要求。(5)将新型自约束定位海上半潜式浮式平台的运动响应数据与其他类型浮式平台的相应数据进行比较可知:新型浮式平台纵荡自约束方面表现出较好的控制能力,其纵荡最大值为0.866m(与水深值之比为2.510%),较三号浮式平台(纵荡最小)纵荡9.1m(与水深值之比为9.1%),纵荡值减小8.234m,表明搭载新型系泊装置的浮式平台在纵荡方面具有极为优异的自我控制性能。横荡、纵摇和横摇与其它性能较平台指标基本接近,可通过进一步实优化进缆绳布置与配重量,进一步优化横荡、纵摇和横摇自约束性能。

关键词：半潜式浮式平台自约束定位系泊系统运动响应时域分析

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海上风电机组DeepCWind平台系泊缆布置及断裂仿真分析

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科学技术与工程 2023年第6期23卷 2419-2427页

作者：黄心伟柳亦兵刘剑韬滕伟华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

以NREL 5 MW风电机组和OC4-DeepCWind半潜式浮式平台为研究对象,运用ANSYS/AQWA水动力分析软件和OPENFAST仿真分析软件进行风电机组气动、水动和系泊系统的时域耦合运动分析,研究不同系泊缆数量、角度布置形式及系泊缆断裂等因素对浮式... 详细信息

以NREL 5 MW风电机组和OC4-DeepCWind半潜式浮式平台为研究对象,运用ANSYS/AQWA水动力分析软件和OPENFAST仿真分析软件进行风电机组气动、水动和系泊系统的时域耦合运动分析,研究不同系泊缆数量、角度布置形式及系泊缆断裂等因素对浮式风电机组动态响应和系泊缆张力的影响。结果表明:增大系泊缆的布置角度可提高浮式风电机组平台的稳定性,但同时增大了系泊缆张力,导致安全系数降低;迎浪侧系泊缆断裂瞬态情况下,浮式平台产生明显的运动响应波动,系泊缆布置角度的增大使浮式平台的稳定性急剧降低。

关键词：海上风电机组半潜式浮式平台系泊系统动态响应安全系数

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