深海漂浮能源中心的风浪流联合试验装置

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1、能源研究与信息第２９卷第１期ＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＶｏｌ．２９Ｎｏ．１２０１３文章编号：１００８－８８５７（２０１３）０１－００１５－０６深海漂浮能源中心的风浪流联合试验装置武玉龙，高伟，李春，叶舟（上海理工大学能源与动力工程学院，上海２０００９３）摘要：深海漂浮式能源中心的安装海域环境恶劣，其所受各种载荷多且复杂，为降低开发风险与成本，海洋工程水池实验被广泛应用于其各项研究中．提出了一种新型的风浪流联合试验系统用以对深海漂浮式能源中心进行试验研究，并介绍了该系统的各子系统及该装置可以进行的各种试验项目．该试验系统可以模拟深海条件下的风、浪、流，

2、从而进行风力机浮台响应特性的测量与系泊拉力特性的研究．这对于深海漂浮式能源中心的研究具有非常重要的作用．关键词：深海；水池试验；漂浮式能源中心中图分类号：ＴＫ８３文献标志码：ＡＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｎｄ，ｗａｖｅａｎｄｍａｒｉｎｅｓｔｒｅａｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐｆｏｒｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇｏｆｆｓｈｏｒｅｅｎｅｒｇｙｃｅｎｔｅｒＷＵＹｕ－ｌｏｎｇ，ＧＡＯＷｅｉ，ＬＩＣｈｕｎ，ＹＥＺｈｏｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００

3、０９３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｎ－ｓｉｔｅｍａｒｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｈａｒｓｈｆｏｒｔｈｅｄｅｅｐｓｅａｆｌｏａｔｉｎｇｏｆｆｓｈｏｒｅｅｎｅｒｇｙｃｅｎｔｅｒ（ＦＯＥＣ）ｗｈｉｃｈａｒｅｓｕｂｊｅｃｔｔｏａｖａｒｉｅｔｙｏｆｃｏｍｐｌｅｘｌｏａｄｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｉｓｋａｎｄｃｏｓｔｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｍａｒｉｎｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｅｗｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｎｄ，ｗａｖｅａｎｄｍａｒｉｎｅｓｔｒｅａｍｅｘ

4、ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｄｅｅｐｓｅａＦＯＥＣｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｊｅｃｔｓｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｗｉｎｄｓ，ｗａｖｅｓａｎｄｆｌｏｗｓｕｎｄｅｒｄｅｅｐｓｅａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｉｔｃａｎｔｈｅｒｅｆｏｒｅｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｗｉｎ

5、ｄｔｕｒｂｉｎｅｐｌａｔｆｏｒｍｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｔｈｅｍｏｏｒｉｎｇｆｏｒｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｔｏｄｅｅｐｓｅａＦＯＥＣｓｔｕｄｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐｓｅａ；ｍａｒｉｎｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｆｌｏａｔｉｎｇｏｆｆｓｈｏｒｅｅｎｅｒｇｙｃｅｎｔｅｒ由于安装在深海漂浮式平台的风浪流一体化国内外都拥有可模拟深海条件的水池，但多用于发电装置，即深海漂浮式能源中心（Ｆｌｏａｔｉｎｇ海上石油开发的钻井平台等复杂大型结构的研ＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｅｒｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＦＯＥＣ），其安装运行的究

6、，其试验费用高且针对性不强．因此需要开发一海域环境恶劣，所受各种载荷多且复杂，因此，为种适用于深海漂浮式能源中心的新型水池试验装了降低开发风险与成本，海洋工程水池（Ｏｃｅａｎ置，以便更好地研究深海漂浮式能源中心．针对这Ｂａｓｉｎ）试验已经广泛应用于其各项研究中．虽然一背景，本文提出了一种新型的风浪流联合试验收稿日期：２０１２－０９－１８基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｅ５１１７６１２９）；上海市研究生创新基金资助项目（ＪＷＣＸＳＬ１０２１）作者简介：武玉龙（１９８６－），男（汉），硕士研究生，ｗｕｙｕｌｏｎｇ２００６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ１６能源研究与信息２０１３年第２９卷系统以

7、对深海漂浮式能源中心进行试验研究．盐度差能、海洋生物能和海洋地热能等．欧洲可再生能源委员会（ＥＲＥＣ）于２０１０年发布的一份研１关于深海漂浮式能源中心的设想究报告中指出，目前全球海洋能的理论发电量预现有的各种可再生能源中，风能是除核能外，计可达到每年１．０×１０１４ｋＷｈ，而目前全球的电技术最成熟、最具开发条件和最有发展前景的发电力消耗约为每年１．６×１０１３ｋＷｈ．因此，仅海洋能［１］［４］方式，同时风能资源蕴藏量也特别巨大．据世界这一项就能完全满足人类的用电需求．气象组织（Ｗ