深海浮式風機在波浪上的運動響應分析
摘要：浮式風機系統在作業中受到空氣動力、波浪力和系泊系統系泊力的共同作用。該文建立了一種時域耦合分析方法對浮式風機系統進行全耦合運動響應分析,主要包括空氣動力模塊、水動力模塊和系泊系統模塊。空氣動力模塊采用CFD方法模擬風機葉輪受到的風載荷,并通過NARMAX理論建立風載荷模型;水動力模塊采用勢流理論,通過自由面GREEN函數法計算浮體的頻域水動力系數,再將結果轉換到時域;系泊系統模塊采用錨泊線理論,用三維有限元方法對撓性部件進行分析;系統的運動采用Newmark-β方法求解。在此基礎上,針對一深海Spar型浮式風機系統建立耦合模型并進行計算,得出風載荷模型、平臺的水動力系數以及在脈動風下浮體運動響應和系泊纜索張力響應。經驗證,該耦合模型的計算結果可為風機和系泊系統的設計提供一定的參考依據。
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