随着工业化进程加剧,当今世界对能源的需求猛烈增长,而可获取与勘探的化石资源逐渐消耗殆尽,人们开始将目光投向易于获取的清洁能源。我国目前的主要能源支撑仍然为石油、煤矿、天然气等,但出于可持续发展与环境保护的考虑,有必要进行新能源开发。两淮地区正在大力发展水上光伏产业,故而对风浪流联合作用下的浮式太阳能发电装置进行水动力特性及其系泊系统的研究有着重要的意义。本文以位于两淮沉陷区的浮式太阳能发电装置为研究对象,在频域分析的基础上,求解风浪流载荷,通过时域分析计算系泊系统下的运动响应与系泊缆受力,具体研究内容如下:(1)采用AQWA软件对浮式太阳能基座进行频域分析,考虑基座形状、减重和浮体间距对基座水动力系数的影响,研究形状、减重和浮体间距对附加质量、辐射阻尼、响应幅值算子及波激力的影响规律。结果表明,附加质量与辐射阻尼的大小取决于结构表面在各个轴平面上的投影;减重后的浮式太阳能基座垂向附加质量大大减小,辐射阻尼和波激力较减重前更小;频率较高时,浮体间间距会对水动力特性产生较大影响。(2)基于Fluent商业软件,结合湍流模型封闭方程,计算浮式太阳能发电装置受到的风载荷和流载荷,研究风、流载荷随风向角及光伏板倾角、流向角及流速的变化规律。在此基础上,计算双浮体受到的风载荷和流载荷。计算结果表明,风、流载荷的大小与速度的平方呈正比,且风、流载荷受来流方向影响较大;风载荷随着光伏板倾角增大而增大,背风侧风载荷大于迎风侧风载荷。对于双浮体结构,前端的浮体的风流载荷大于后端浮体。(3)对浮式太阳能发电装置进行时域分析,采用经验公式确定波浪特征数值,对悬链式与张紧式两种系泊装置进行研究。结果表明,两种系泊装置都能较好的在该水域水位变化的情况下正常作业。水位较低时,悬链式系泊装置下的光伏系统位移更小,系泊缆受力更小;水位较高时,张紧式系泊系统下结构的运动响应更小。(4)提出了一种新型的系泊装置,将桩基式与漂浮式系泊系统相结合,分析不同水深时浮式太阳能基座的运动响应及系泊缆受力。结果表明,该装置能以更小的浮体间间距进行作业,运动响应优于张紧式与悬链式系泊。