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非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究
被引量:
1
1
作者
刘英芳
黎国彦
+1 位作者
李志雨
李焱
《海洋工程》
北大核心
2025年第3期16-26,共11页
浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机...
浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机模型,基于三维势流理论和直接时域积分法,分别在额定作业和极端生存海况下,对比线性波浪载荷和非线性波浪载荷对基础运动响应的影响。结果表明,非线性波浪载荷会显著增大浮式基础的低频响应,并激发其在固有频率下的运动。纵荡和纵摇对非线性波浪载荷更为敏感,而垂荡所受影响最小。环境参数主要影响运动响应在不同频率下的能量占比。
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关键词
15
MW半潜型浮式风机
非线性波浪载荷
瞬时湿表面
基础运动响应
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职称材料
波浪中船舶横摇稳性的研究
被引量:
24
2
作者
董艳秋
纪凯
黄衍顺
《船舶力学》
EI
1999年第2期1-6,共6页
本文采用瞬时湿表面变化的时域分析法,研究波浪中的船舶横摇稳性。通过对实例的分析与计算,得到波浪中船舶横摇稳性的特性,同时亦看到船舶在波浪中的横摇恢复力矩在大角度横摇时表现出明显的非线性。本文给出了船舶在波浪中横摇稳性...
本文采用瞬时湿表面变化的时域分析法,研究波浪中的船舶横摇稳性。通过对实例的分析与计算,得到波浪中船舶横摇稳性的特性,同时亦看到船舶在波浪中的横摇恢复力矩在大角度横摇时表现出明显的非线性。本文给出了船舶在波浪中横摇稳性的计算方法以及波浪中稳性衡准的初步建议。
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关键词
瞬时湿表面
法
非线性横摇
横摇稳性
船舶
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职称材料
新型铰接式海上风力机动力响应分析
3
作者
朱希洋
李焱
+2 位作者
唐友刚
张靖晨
张若瑜
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019年第10期1539-1545,共7页
文章针对75 m水深,开发了一种新型铰接式基础海上风力机,考虑到风浪流的联合作用,分析了其在发电海况和极限海况下的动力响应。基于叶素动量理论计算了风力机叶片气动载荷;基于经验公式计算了塔架风压载荷;基于三维势流理论计算了铰接...
文章针对75 m水深,开发了一种新型铰接式基础海上风力机,考虑到风浪流的联合作用,分析了其在发电海况和极限海况下的动力响应。基于叶素动量理论计算了风力机叶片气动载荷;基于经验公式计算了塔架风压载荷;基于三维势流理论计算了铰接式基础的水动力特性;考虑基础运动及波高引起的瞬时湿表面的变化及铰接点的结构阻尼,同时考虑海流力,编写程序计算风力机的时域动力响应特性。计算结果表明,铰接式海上风力机具有良好的运动性能,满足发电海况下正常发电的需求以及极限海况下结构自存的安全要求。
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关键词
铰接式基础
海上风力机
瞬时湿表面
时域动力响应
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职称材料
基于自适应网格的Froude-Krylov力实用计算方法
4
作者
张腾
任俊生
+1 位作者
张秀凤
白伟伟
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1696-1702,共7页
为了准确地计算船舶航行中所受的Froude-Krylov力,基于四叉树划分的自适应网格对船舶瞬时湿表面进行生成,本文对低于波面且位于平均自由液面下的面元,采用解析表达式计算Froude-Krylov力,在保证计算精度的同时,其所需要的面元数量减少...
为了准确地计算船舶航行中所受的Froude-Krylov力,基于四叉树划分的自适应网格对船舶瞬时湿表面进行生成,本文对低于波面且位于平均自由液面下的面元,采用解析表达式计算Froude-Krylov力,在保证计算精度的同时,其所需要的面元数量减少为计算Froude-Krylov力采用“细网格”面元数量的1/8~1/4;对与波面相交或者位于平均自由液面上的面元,采用四叉树划分对Froude-Krylov力进行精细的数值计算。利用线性理论,扰动力采用三维时域格林法在船体平均湿表面上进行计算。结果表明:将WigleyⅠ型船的计算结果与试验值及其他方法结果进行充分对比,证明本文方法预报船舶在波浪中运动的有效性。
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关键词
Froude-Krylov力
适应网格
瞬时湿表面
面元
四叉树划分
线性理论
解析表达式
三维时域格林函数
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职称材料
海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析
被引量:
6
5
作者
胡天宇
朱仁传
范菊
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期1132-1137,共6页
为了准确有效地预报海上浮式风力机载荷与运动响应,本文针对系泊平台系统提出一种弱非线性间接时域方法。风力机平台遭遇的入射波作用力和静水恢复力直接在瞬时湿表面上积分计算获得;散射力采用线性势流理论处理;平台系泊力由悬链线方...
为了准确有效地预报海上浮式风力机载荷与运动响应,本文针对系泊平台系统提出一种弱非线性间接时域方法。风力机平台遭遇的入射波作用力和静水恢复力直接在瞬时湿表面上积分计算获得;散射力采用线性势流理论处理;平台系泊力由悬链线方程计算得到。以OC3-Hywind spar风力机平台为对象进行了计算与分析,与线性方法相比,弱非线性方法得到的幅值响应算子(response amplitude operator,RAO)更大,且能够反映波浪力和恢复力与平台响应的相互影响。由于考虑了瞬时湿表面的影响,弱非线性方法计算结果更为合理,可以更好地反映大波高海况的波浪力特征,因而更加适合高海况下的平台运动性能分析。
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关键词
瞬时湿表面
弱非线性
浮式风力机平台
间接时域法
脉动源格林函数
弱散射
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职称材料
题名
非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究
被引量:
1
1
作者
刘英芳
黎国彦
李志雨
李焱
机构
中国海洋工程装备技术发展有限公司
天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室
天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室
出处
《海洋工程》
北大核心
2025年第3期16-26,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFB4203301)
国家自然科学基金项目(52471298)
天津市企业科技特派员项目(23YDTPJC00080)。
文摘
浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机模型,基于三维势流理论和直接时域积分法,分别在额定作业和极端生存海况下,对比线性波浪载荷和非线性波浪载荷对基础运动响应的影响。结果表明,非线性波浪载荷会显著增大浮式基础的低频响应,并激发其在固有频率下的运动。纵荡和纵摇对非线性波浪载荷更为敏感,而垂荡所受影响最小。环境参数主要影响运动响应在不同频率下的能量占比。
关键词
15
MW半潜型浮式风机
非线性波浪载荷
瞬时湿表面
基础运动响应
Keywords
15 MW semi-submersible floating wind turbine
nonlinear wave loads
instantaneous wet surface
foundation motion response
分类号
P751 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
波浪中船舶横摇稳性的研究
被引量:
24
2
作者
董艳秋
纪凯
黄衍顺
机构
天津大学
出处
《船舶力学》
EI
1999年第2期1-6,共6页
文摘
本文采用瞬时湿表面变化的时域分析法,研究波浪中的船舶横摇稳性。通过对实例的分析与计算,得到波浪中船舶横摇稳性的特性,同时亦看到船舶在波浪中的横摇恢复力矩在大角度横摇时表现出明显的非线性。本文给出了船舶在波浪中横摇稳性的计算方法以及波浪中稳性衡准的初步建议。
关键词
瞬时湿表面
法
非线性横摇
横摇稳性
船舶
Keywords
instantaneous wet surface, nolinear roll, restoring moment, stability in rolling
分类号
U661.22 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
新型铰接式海上风力机动力响应分析
3
作者
朱希洋
李焱
唐友刚
张靖晨
张若瑜
机构
天津大学建筑工程学院
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
出处
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019年第10期1539-1545,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51479134,51879188,51509185)
文摘
文章针对75 m水深,开发了一种新型铰接式基础海上风力机,考虑到风浪流的联合作用,分析了其在发电海况和极限海况下的动力响应。基于叶素动量理论计算了风力机叶片气动载荷;基于经验公式计算了塔架风压载荷;基于三维势流理论计算了铰接式基础的水动力特性;考虑基础运动及波高引起的瞬时湿表面的变化及铰接点的结构阻尼,同时考虑海流力,编写程序计算风力机的时域动力响应特性。计算结果表明,铰接式海上风力机具有良好的运动性能,满足发电海况下正常发电的需求以及极限海况下结构自存的安全要求。
关键词
铰接式基础
海上风力机
瞬时湿表面
时域动力响应
Keywords
articulated foundation
offshore wind turbine
instantaneous wet surface
time domain dynamic response
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
基于自适应网格的Froude-Krylov力实用计算方法
4
作者
张腾
任俊生
张秀凤
白伟伟
机构
大连海事大学航海学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1696-1702,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51779029)
文摘
为了准确地计算船舶航行中所受的Froude-Krylov力,基于四叉树划分的自适应网格对船舶瞬时湿表面进行生成,本文对低于波面且位于平均自由液面下的面元,采用解析表达式计算Froude-Krylov力,在保证计算精度的同时,其所需要的面元数量减少为计算Froude-Krylov力采用“细网格”面元数量的1/8~1/4;对与波面相交或者位于平均自由液面上的面元,采用四叉树划分对Froude-Krylov力进行精细的数值计算。利用线性理论,扰动力采用三维时域格林法在船体平均湿表面上进行计算。结果表明:将WigleyⅠ型船的计算结果与试验值及其他方法结果进行充分对比,证明本文方法预报船舶在波浪中运动的有效性。
关键词
Froude-Krylov力
适应网格
瞬时湿表面
面元
四叉树划分
线性理论
解析表达式
三维时域格林函数
Keywords
Froude-Krylov forces
adaptive meshes
quad-tree subdivision
analytical expressions
three-dimensional time-domain Green function
分类号
U661.32 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析
被引量:
6
5
作者
胡天宇
朱仁传
范菊
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期1132-1137,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划项目(2014CB046203)
国家自然科学基金项目(51479117)
文摘
为了准确有效地预报海上浮式风力机载荷与运动响应,本文针对系泊平台系统提出一种弱非线性间接时域方法。风力机平台遭遇的入射波作用力和静水恢复力直接在瞬时湿表面上积分计算获得;散射力采用线性势流理论处理;平台系泊力由悬链线方程计算得到。以OC3-Hywind spar风力机平台为对象进行了计算与分析,与线性方法相比,弱非线性方法得到的幅值响应算子(response amplitude operator,RAO)更大,且能够反映波浪力和恢复力与平台响应的相互影响。由于考虑了瞬时湿表面的影响,弱非线性方法计算结果更为合理,可以更好地反映大波高海况的波浪力特征,因而更加适合高海况下的平台运动性能分析。
关键词
瞬时湿表面
弱非线性
浮式风力机平台
间接时域法
脉动源格林函数
弱散射
Keywords
instantaneous wetted body surface
weak nonlinear
floating wind turbine platform
indirect time domain method
pulsating source Green Function
weak scattering
分类号
U661.32 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究
刘英芳
黎国彦
李志雨
李焱
《海洋工程》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
波浪中船舶横摇稳性的研究
董艳秋
纪凯
黄衍顺
《船舶力学》
EI
1999
24
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职称材料
3
新型铰接式海上风力机动力响应分析
朱希洋
李焱
唐友刚
张靖晨
张若瑜
《可再生能源》
CAS
北大核心
2019
0
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职称材料
4
基于自适应网格的Froude-Krylov力实用计算方法
张腾
任俊生
张秀凤
白伟伟
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
0
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下载PDF
职称材料
5
海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析
胡天宇
朱仁传
范菊
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
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