垂荡板对浮式风机水动—气动耦合性能影响研究 被引量：6

1

作者 郑建才 赵伟文 万德成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期65-73,共9页

随着风电产业向深远海发展,浮式风机已经成为海上风机未来的发展趋势。由于复杂的风浪联合环境载荷作用,浮式风机作业时通常会产生大幅度的运动响应,这一方面会使得浮式风机系统受到的水动力载荷更加复杂,另一方面会影响浮式风机的输出... 随着风电产业向深远海发展,浮式风机已经成为海上风机未来的发展趋势。由于复杂的风浪联合环境载荷作用,浮式风机作业时通常会产生大幅度的运动响应,这一方面会使得浮式风机系统受到的水动力载荷更加复杂,另一方面会影响浮式风机的输出功率。因此,如何有效地抑制浮式风机系统的运动响应就成为了设计的关键。基于非稳态致动线模型和两相流求解器naoeFOAM-SJTU,进行了带垂荡板的浮式风机耦合性能研究。首先在OC3-Hywind Spar平台上附加垂荡板,并结合NREL-5 MW风力机建立带垂荡板的浮式风机模型。其次对比不同形状的垂荡板对Spar-5 MW型浮式风机气动—水动耦合结果,分析相同风浪联合作用条件下垂荡板形状对浮式风机耦合响应的影响。研究结果表明:垂荡板能够减小纵荡和垂荡等运动响应幅值,但是对纵摇运动响应影响较小;当垂荡板直径和吃水位置相同时,相同风浪条件下圆形垂荡板能使浮式风机的气动平均功率增大约0.844%,而正方形垂荡板却使平均功率减小1.492%,这说明圆形垂荡板对浮式风机系统的作用效果整体而言优于正方形。 展开更多

关键词 非稳态致动线模型 naoeFOAM-SJTU求解器 垂荡板 水动—气动耦合 浮式风机 海上风电

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海上漂浮光伏发电技术及其融合发展展望

2

作者 岳云峰 彭欣然 +1 位作者 王洪庆 卢斌 《南方能源建设》 2024年第2期42-50,共9页

[目的]在“双碳”背景下,我国沿海省市逐步加大向海洋开发清洁能源的力度。海上风电场建设已经初具规模并已逐步实现平价上网,海上漂浮式光伏(Floating Photovoltaic,FPV)试点项目正在不断涌现。探索多种海洋资源的综合开发,在能源领域... [目的]在“双碳”背景下,我国沿海省市逐步加大向海洋开发清洁能源的力度。海上风电场建设已经初具规模并已逐步实现平价上网,海上漂浮式光伏(Floating Photovoltaic,FPV)试点项目正在不断涌现。探索多种海洋资源的综合开发,在能源领域集约用海,打造海上综合能源系统,对于沿海省份高质量地实现碳中和具有重要意义。[方法]总结了目前国内外海上FPV技术发展及工程试点情况,分析了各种海上FPV技术的优势及挑战,预测了在中国近海发展FPV的市场规模,提出并探讨了海上FPV与海上其他基础设施的融合发展方式,并结合案例给出了融合建设场景及经济性分析。[结果]海上FPV技术目前总体处于试验和试点阶段,未来在国内外市场应用空间广阔,其主要技术难点是浮体在严苛海洋环境条件下的生存能力,现有试点工程单位造价相对较高,但与其他海洋设施结合发展潜力巨大。[结论]海上漂浮式光伏与海上风电等其他海上设施融合建设可以有效提高能源设施的利用效率,降低建设和运行的成本。海上风光互补还较好地解决了单一能源供应的稳定性和安全性问题。 展开更多

关键词 漂浮式光伏 海上FPV 海上风电 海洋牧场 融合设计 浮体结构

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漂浮式海上风电装备码头总装工艺技术

3

作者 魏笑科 彭梓莹 +2 位作者 陈湘勇 邹福顺 刘晓彤 《广州航海学院学报》 2024年第1期51-54,共4页

码头总装是漂浮式海上风电装备建造的关键技术之一,漂浮式海上风电装备体积大、重量重、构件多,总装难度大.为解决这一难题,以“扶摇号”漂浮式海上风电装备为研究对象,创新性地提出在码头完成平台风机总装、整体拖航至风场位置的方案,... 码头总装是漂浮式海上风电装备建造的关键技术之一,漂浮式海上风电装备体积大、重量重、构件多,总装难度大.为解决这一难题,以“扶摇号”漂浮式海上风电装备为研究对象,创新性地提出在码头完成平台风机总装、整体拖航至风场位置的方案,解决了漂浮式海上风电平台现场安装风机稳性较差的安全性问题.在建造过程中通过方案分析、工艺改进等系统性开展了基于漂浮式基础的塔筒安装定位技术、机舱吊装技术与叶片安装技术研究,最终形成了一套切实可行的总装技术方案,为漂浮式海上风电产业的发展提供助力. 展开更多

关键词 漂浮式 海上风电装备 码头 总装 工艺技术

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中欧漂浮式海上风电关键技术与产业链合作路径研究

4

作者 许帅 杨羽霏 +3 位作者 刚傲 谢越韬 张晓明 刘功鹏 《发电技术》 CSCD 2024年第1期13-23,共11页

基于中国完善的装备制造体系与欧洲丰富的项目经验优势互补现状,首先,围绕漂浮式海上风电机组、浮式基础、系泊及锚固系统、动态海缆、勘察设计、施工运输与安装、运行维护等产业链和关键技术进行研究,建立了纵向深层剖析和横向拓展对... 基于中国完善的装备制造体系与欧洲丰富的项目经验优势互补现状,首先,围绕漂浮式海上风电机组、浮式基础、系泊及锚固系统、动态海缆、勘察设计、施工运输与安装、运行维护等产业链和关键技术进行研究,建立了纵向深层剖析和横向拓展对比的产业链评价体系;然后,结合不同细分领域中欧对比结果提出了18项重点合作领域;最后,探讨了试验交流、合作建设、规模应用、全球推广的中欧合作路径,期望解决国内示范样机浮式基础形式单一、成本高昂、产业链不成熟的问题,并为中欧漂浮式海上风电合作提供一定思路和启发。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 产业链 关键技术 合作领域 合作路径 中欧合作

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中欧漂浮式海上风电成本比较与变化趋势研究

5

作者 刘功鹏 杨羽霏 +1 位作者 杨翠兰 谢越韬 《水利水电快报》 2024年第7期70-73,80,共5页

近年来,全球漂浮式海上风电装机规模增长较快,但项目建设成本高昂,为掌握项目成本水平,摸清成本变化趋势,梳理了中欧地区漂浮式海上风电项目成本数据,解析双方项目建设成本,剖析项目间的成本差异与影响因素,预测其在2022,2030,2040年的... 近年来,全球漂浮式海上风电装机规模增长较快,但项目建设成本高昂,为掌握项目成本水平,摸清成本变化趋势,梳理了中欧地区漂浮式海上风电项目成本数据,解析双方项目建设成本,剖析项目间的成本差异与影响因素,预测其在2022,2030,2040年的建设投资与平准化度电成本与未来双方成本的变化趋势。研究结果表明:2022年中国项目成本高于欧洲,中国为138欧元/(MW·h),欧洲预计为137欧元/(MW·h),但中国成本下降速率快于欧洲。2030年、2040年中国项目成本将显著低于欧洲,2030年中国为64欧元/(MW·h)、欧洲预计为72欧元/(MW·h);2040年中国为50欧元/(MW·h)、欧洲预计为57欧元/(MW·h)。研究成果可为中欧漂浮式海上风电降本增效提供参考。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 平准化度电成本 建设成本 成本差异

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四浮筒半潜式海上风机基础水动力性能分析

6

作者 刘志成 张建华 +1 位作者 孙科 张艺巍 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期21-34,共14页

参照三浮筒式OC4半潜式风机基础,设计了四浮筒式浮式风机基础。建立三浮筒式OC4半潜式风机基础与四浮筒式浮式风机基础水动力模型,利用AQWA软件分析四浮筒式浮式风机基础相关水动力参数,并将四浮筒式浮式风机基础与三浮筒式OC4半潜式风... 参照三浮筒式OC4半潜式风机基础,设计了四浮筒式浮式风机基础。建立三浮筒式OC4半潜式风机基础与四浮筒式浮式风机基础水动力模型,利用AQWA软件分析四浮筒式浮式风机基础相关水动力参数,并将四浮筒式浮式风机基础与三浮筒式OC4半潜式风机基础进行不同工况下的时域分析对比,探究两者间性能差异。结果表明,四浮筒式浮式风机基础具有良好的水动力性能,相较于三浮筒式OC4半潜式风机基础,其在纵荡、横荡、纵摇、艏摇4个自由度方向上的运动响应以及缆绳张力方面存在优势。 展开更多

关键词 浮式风机 半潜式风机基础 海上风电 海上风机 时域分析 频域分析 四浮筒

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漂浮式海上风电可视化机电联合仿真平台开发与实验 被引量：2

7

作者 孟庆伟 孙浩 +2 位作者 钟振芳 朱明晓 李鹏 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第10期119-127,158,共10页

漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAS... 漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAST环境下建立高保真风机模型,在Simulink环境下搭建并网发电控制模型,再结合ParaView,联合构建了机电联合的可视化仿真平台,在不同风浪工况下研究了系统的机械动态响应和发电并网特性。仿真结果表明,联合仿真平台能实现漂浮式高精度的机电联合仿真,可为后续开展海上风电有关研究和实验教学提供有力支撑。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 机电联合 可视化 实验仿真平台

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漂浮式海上风电离网制氢联合仿真实验平台

8

作者 孟庆伟 王国玉 +2 位作者 孙浩 钟振芳 朱明晓 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第9期146-157,共12页

海上风电制氢有助于解决海上风电消纳和远海输电难题,但目前的仿真缺乏海上环境对制氢影响的模拟,限制了相关研究与教学发展,因此亟需开发充分考虑海洋环境载荷的海上风电离网制氢仿真实验平台。该文将风机一体化仿真工具FAST和MATLAB/S... 海上风电制氢有助于解决海上风电消纳和远海输电难题,但目前的仿真缺乏海上环境对制氢影响的模拟,限制了相关研究与教学发展,因此亟需开发充分考虑海洋环境载荷的海上风电离网制氢仿真实验平台。该文将风机一体化仿真工具FAST和MATLAB/Simulink电力系统工具箱相结合,实现海上风机与发电机的联合仿真,在MATLAB内部通过设计接口实现电力系统与数学模型的两工具箱的联合仿真,以此构建两软件三工具箱联合的海上风电离网制氢一体化仿真实验平台。仿真结果表明,该平台能实现漂浮式海上风电离网制氢联合仿真,可为海上风电制氢有关研究和实验教学提供有力支撑。 展开更多

关键词 风电离网制氢仿真 漂浮式海上风电 FAST和MATLAB联合仿真 电力与制氢跨箱联合仿真接口

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漂浮式风电开发技术研究综述 被引量：1

9

作者 李志川 高敏 +3 位作者 齐磊 曹柏寒 马佳星 朱永飞 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期153-160,165,共9页

中国深远海海上风电资源储量巨大,是未来海上风电高质量发展的重要领域。漂浮式海上风电是深远海风电开发的主要形式之一,市场空间广阔,对实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。从漂浮式风电总体现状、漂浮式基础、机组容量、传动系统... 中国深远海海上风电资源储量巨大,是未来海上风电高质量发展的重要领域。漂浮式海上风电是深远海风电开发的主要形式之一,市场空间广阔,对实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。从漂浮式风电总体现状、漂浮式基础、机组容量、传动系统和外输方案等5个领域归纳总结我国漂浮式海上风电关键技术发展的趋势;针对目前我国海上风资源、台风条件等现状,给出潜在漂浮式风电场址并对其进行分析;提出促进我国海上风电产业健康有序发展的对策与建议,以期为相关从业人员提供参考。 展开更多

关键词 漂浮式风电 基础结构 机组容量 技术路线 外输方案

原文传递

基于漂浮式海上风电和养殖融合的施工特点及组织设计实践研究

10

作者 刘伊雯 王淼 王震 《风力发电》 2023年第2期42-44,共3页

漂浮式海上风电与养殖融合项目是一项具有挑战性和创新性的工程。本文选择的技术示范项目,具有清晰的施工特点与重难点。为了应对这些难点,该项目对采取自有船机资源的投人、专业化的施工设备和技术等方面进行了针对性研究,是具有重要... 漂浮式海上风电与养殖融合项目是一项具有挑战性和创新性的工程。本文选择的技术示范项目,具有清晰的施工特点与重难点。为了应对这些难点,该项目对采取自有船机资源的投人、专业化的施工设备和技术等方面进行了针对性研究,是具有重要意义的工程,能够为新能源和海洋渔业融合发展做出贡献。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 养殖融合技术

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海上漂浮式风力发电机关键技术研究 被引量：2

11

作者 邓方林 佘宝瑛 《防爆电机》 2022年第1期5-7,12,共4页

漂浮式风力发电机组是未来海上风电的发展趋势,已成为风电行业的研究热点。通过介绍漂浮式风机的技术特点,分析了漂浮特性对机组关键部件发电机的影响,论述了发电机在设计制造过程中的关键技术难点,并重点阐述了轴系结构设计的要点及其... 漂浮式风力发电机组是未来海上风电的发展趋势,已成为风电行业的研究热点。通过介绍漂浮式风机的技术特点,分析了漂浮特性对机组关键部件发电机的影响,论述了发电机在设计制造过程中的关键技术难点,并重点阐述了轴系结构设计的要点及其解决方案,对发电机的设计开发具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 漂浮式风力发电机 海上风电 关键技术 轴系结构

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基于模拟退火的动态缆线型优化 被引量：2

12

作者 邹科 袁振钦 +4 位作者 刘刚 王辉 屈衍 孙亚峰 祝茂宇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期18-23,30,共7页

动态电缆在水中的线型对确保电缆的合理受力,保证疲劳寿命具有重要的作用。文中针对浮式风电动态缆的陡波线型,基于经典悬链线方程,以远位张力与近位曲率的利用率之和作为线型优化的目标,采用模拟退火算法对线型进行优化,分析了不同浮... 动态电缆在水中的线型对确保电缆的合理受力,保证疲劳寿命具有重要的作用。文中针对浮式风电动态缆的陡波线型,基于经典悬链线方程,以远位张力与近位曲率的利用率之和作为线型优化的目标,采用模拟退火算法对线型进行优化,分析了不同浮力系数对线型优化的影响。文中结论对线型工程设计具有一定参考和指导意义。 展开更多

关键词 浮式风电 动态缆 陡波线型 模拟退火优化

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漂浮式海上风电造价分析与经济性评估 被引量：1

13

作者 王一依 赵旭光 《风力发电》 2020年第2期27-32,共6页

美国可再生能源实验室研究表明,欧洲80%以上的潜在海上风电资源位于水深大于60m的深水海域,国内方面,中国气象局研究显示我国大部分海上风能资源分布在50m水深线以外,漂浮式海上风电项目的发展前景较为可观。本文分别对海上风电和漂浮... 美国可再生能源实验室研究表明,欧洲80%以上的潜在海上风电资源位于水深大于60m的深水海域,国内方面,中国气象局研究显示我国大部分海上风能资源分布在50m水深线以外,漂浮式海上风电项目的发展前景较为可观。本文分别对海上风电和漂浮式海上风电的造价进行了系统阐述;重点根据半潜式、单柱式和张力腿式漂浮式平台的技术特性,对造价进行了对比分析;结合相关机构数据,对漂浮式海上风电造价进行了预测,并对漂浮式风电各技术环节的降本潜力进行论证。结合漂浮式海上风电造价现状、造价预测等数据进行了分场景的经济性评估测算,得到了不同电价场景下开发小时数趋势曲线,可一定程度上指导开发企业客观认识漂浮式风电项目开发潜力及收益情况。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 造价分析 造价预测 经济性分析 半潜式 单柱式 张力腿式

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基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究 被引量：10

14

作者 宋子秋 冯翰宇 +2 位作者 余照国 胡阳 刘吉臻 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4330-4338,共9页

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制,有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制,以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象,在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制... 研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制,有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制,以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象,在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理,建立半潜漂浮式风机控制模型,与高保真FAST模型仿真对比,验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上,根据实际风机工况和约束条件,以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标,优化求解出每一时刻下的最优控制量,从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性,在多种风-浪联合载荷的工况下,与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明,所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷,使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。 展开更多

关键词 漂浮式海上风力发电 风-浪载荷 模型预测控制 减载 多目标优化

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漂浮式风电场的基础形式和发展趋势 被引量：9

15

作者 段金辉 李峰 +1 位作者 王景全 程建生 《中国工程科学》 2010年第11期66-70,共5页

阐述了海上风电场的分类,并对漂浮式风电场风电机组的浮式基础作了详细的介绍。随着风电开发技术的成熟,风机容量大型化、垂直轴风机的应用及建立非并网风电多元化应用系统将是以后漂浮式风电场发展的趋势。

关键词 漂浮式风电场 浮式基础 垂直轴风机 非并网风电

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基于风浪环境联合概率的可移动式风电装备效能预报

16

作者 兰一雄 徐胜文 +1 位作者 刘晓雷 汪学锋 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期133-145,共13页

为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的... 为了准确分析和评估可移动式风电装备的发电能力及其影响因素,针对5 MW级可移动式漂浮风机,在SIMA软件中建立了风机-浮体-推进器全耦合时域仿真模型,对风机和浮体的仿真模型进行验证和标定,开展系列风浪流联合作用以及不同移动状态下的时域仿真。基于风浪环境联合概率密度对可移动式漂浮风机的全年发电能力进行统计分析,发现可移动式漂浮风机的全年净发电功率期望值能达到常规锚泊式风机的70%。分析不同海况下风机所受的风浪流环境力,发现在推进器抵抗的环境力中风轮推力占主导。比较定点和随风移动作业状态下可移动式漂浮风机的发电能力,发现在移动状态下全年发电期望值提高了24%。 展开更多

关键词 可移动式风电装备 漂浮风机 动力定位 时域仿真 全年发电期望值

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漂浮式海上风电施工关键技术应用研究进展

17

作者 何佳龙 李祥 +1 位作者 喻葭临 常作维 《水力发电》 CAS 2023年第12期108-111,共4页

漂浮式海上风电是深远海海域风能资源开发建设的关键技术,也是推动我国新型能源体系建设、落实“双碳”目标的重要举措。相比于陆上风电与近海固定式海上风电,漂浮式海上风电在运输、施工与安装等方面均存在较大差异,目前国内相关技术... 漂浮式海上风电是深远海海域风能资源开发建设的关键技术,也是推动我国新型能源体系建设、落实“双碳”目标的重要举措。相比于陆上风电与近海固定式海上风电,漂浮式海上风电在运输、施工与安装等方面均存在较大差异,目前国内相关技术尚不成熟且成本较高,在一定程度上阻碍了漂浮式海上风电的商业化发展。结合国内外漂浮式海上风电的发展现状,分别对各类装备的运输、施工与安装技术进行了系统总结,展望了漂浮式海上风电施工关键技术的发展趋势,以期为我国未来深远海海域风能资源的开发利用提供必要的指导。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电 施工技术 应用进展 发展趋势

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风浪联合作用下多台浮式风机的数值模拟 被引量：3

18

作者 陈殿辉 李建国 +2 位作者 田依农 洪炫宇 陈融 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2022年第12期157-165,共9页

以3台串列排布的NREL-5 MW半潜式浮式风机为研究对象,采用FAST.Farm软件对其进行全耦合仿真,通过设定不同风浪联合作用的工况,分析不同风浪联合作用下多台浮式风机的发电功率以及载荷变化情况。结果表明:在湍流风和不规则波联合作用下,... 以3台串列排布的NREL-5 MW半潜式浮式风机为研究对象,采用FAST.Farm软件对其进行全耦合仿真,通过设定不同风浪联合作用的工况,分析不同风浪联合作用下多台浮式风机的发电功率以及载荷变化情况。结果表明:在湍流风和不规则波联合作用下,当实际风速低于额定风速时,下游风机在上游风机尾流干扰下致使发电功率和载荷波动较大;当实际风速大于或等于额定风速时,下游风机的发电功率和载荷波动较小,基本不受上游风机的尾流干扰。结果验证了浮式风机更适合深海高风浪区域,可为今后建立深海海上风电场提供参考。 展开更多

关键词 串列排布 风浪联合作用 半潜式浮式风机 发电功率 载荷

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漂浮式海上风电塔新型基础设计

19

作者 宋波 周恒 王道永 《船海工程》 北大核心 2021年第5期128-131,137,共5页

结合不倒翁不易倾覆的原理,提出半球壳形式的漂浮式基础,采用数值模拟验证新型基础形式的可行性与结构的整体稳定性,借助Morison理论和线性波理论构建波浪载荷模型,考虑风电塔结构在不同波浪载荷模型下的运行工况,得到风电塔结构在不同... 结合不倒翁不易倾覆的原理,提出半球壳形式的漂浮式基础,采用数值模拟验证新型基础形式的可行性与结构的整体稳定性,借助Morison理论和线性波理论构建波浪载荷模型,考虑风电塔结构在不同波浪载荷模型下的运行工况,得到风电塔结构在不同工况下的响应规律。结果表明,使用该种新型基础的海上风电塔结构在微浪、轻浪,以及中浪载荷下具有很好的稳定性;在巨浪载荷作用下,漂浮式风电塔结构发生较大幅度晃动,但不会发生倾覆,满足漂浮式海上风电塔安全稳定性要求。 展开更多

关键词 漂浮式海上风电塔 半球壳基础 数值模拟 稳定性

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