论文部分内容阅读
本文是利用水动力学软件AQWA对浮动型潮流能发电平台的水动力特性、稳定性和强度进行的分析研究。论文对AQWA的优越性和局限性及AQWA的七个模块(AQWA-LINE、AQWA-FER、AQWA-LIBRIUM、AQWA-DRIFT、AQWA-GS、 AQWA-NAUT, AQWA-WAVE)功能作了详细的表述。并利用该软件对浮动平台进行了如下计算：首先,分析了浮动平台的水动力特性(包括一阶波浪力、平均波浪漂移力、自由漂浮响应幅值算子、附加质量与辐射阻尼系数等)。经过计算分析可以得到如下结论：RAOs在平台纵荡、垂荡、纵摇时随浪向角的增大而减小,在平台横荡和横摇时随浪向角的增大而增大。当平台平动(横荡、纵荡、垂荡)时,横荡RAOs最大(5.3m/m)；当平台转动(横摇、纵摇、首摇)时,横摇RAOs最大(46.6°/m)。当平台平动时附加质量、辐射阻尼和一阶波浪力在垂荡时最大,分别为80878.9kg、145350.1kg/s和276.6kN/m；当平台转动时,辐射阻尼在首摇时最大(498780.6kg.m2/s),附加质量在横摇时最大(347430.3kg),一阶波浪力在纵摇时最大(214.7kN.m/m)。漂移力在平台纵荡时有随浪向角的增大而减小的趋势,横荡时有随浪向角增大而增大的趋势,且其最大值,纵荡、横荡分别出现在遭遇迎浪(39.0kN/m2)和横浪(41.7kN/m2)时,首摇在遭遇15°风浪时出现最大值(63.4kN.m/m2)。其次,分别对随机波和规则与不规则波下的浮动平台进行了时域分析和响应谱分析。分析结果表明：随机波一下,平台的首摇、纵荡和横荡运动响应的最大值分别发生在遭遇艏斜浪、迎浪和横浪时。比较了该平台在破损工况(有系泊缆断裂工况)和完整工况(无系泊缆断裂工况)下的运动响应幅值,结果显示示,在系泊缆断裂瞬间该平台所有方向运动响应均有大幅增加,其中破损自存工况下首摇运动响应幅值是完整工况下的6-7倍；规则与不规则波‘下,平台平动时的响应幅值,遭遇迎浪垂荡最大,横荡最小,遭遇横浪、艏斜浪纵荡最小；转动时,遭遇迎浪、艏斜浪纵摇最大,遭遇横浪横摇最大。比较两种形式的波对平台产生的影响后可以知道随机波更适合用于平台设计。平台入种运动模态的响应谱,在完整作业工况下迎浪时较艏斜浪、横浪大;破损作业、完整自存和破损自存工况下横浪时较大；极限1况下艏斜浪时较大。最后,利用惯性释放对平台进行强度分析。结果表明：平台遭遇艏斜浪时,所受到的波浪力最大,且Z方向的应力分量比X、Y方向大。其受力部位主要集中在0-600节点的范围内。结合规范得出其作业时强度满足安全规定。