畸形波作用下张力腿浮式风力机动力响应特性

作者：唐友刚; 曲晓奇; 李焱^*; 张若瑜; 朱晓宇; 尹天畅

来源：海洋工程, 2021, 39(02): 1-11.

DOI：10.16483/j.issn.1005-9865.2021.02.001

• 畸形波
• 张力腿
• 浮式风力机
• 二阶波浪载荷
• 下沉运动

针对张力腿系泊浮式风力机的基础运动,忽略柔性构件的影响,建立气动—水动—系泊非线性耦合运动方程。在运动控制方程中包含张力腿系泊系统的非线性回复刚度,桨距角控制以及浮式基础运动对空气动力载荷的影响。在波浪载荷的计算中考虑二阶波浪载荷的作用。采用随机频率相位角调制法生成畸形波波面时历,计算在畸形波作用下张力腿型浮式风力机的动力响应特性。数值模拟结果表明,在畸形波作用下,浮式基础的运动及空气动力性能均受到了显著的影响。其中浮式基础的纵荡和纵摇运动分别受二阶差频与和频波浪力的影响,而垂荡运动的增加则主要是受下沉运动的影响。在畸形波经过的时刻,风力机的功率系数迅速下降,水平方向的风载荷波动先减小,随后其数值急剧下降,而垂直方向的风载荷波动增大。

• 单位
  水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学; 建筑工程学院