张力腿漂浮式风力机的运动响应计算

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1、第48卷第4期2016年8月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2016．04．021空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics张力腿漂浮式风力机的运动响应计算王枭王同光曹九发(南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室，南京，210016)V01．48No．4Aug．2016摘要：漂浮式风力机与近海桩基式风力机、陆上风力机差异很大，特别是漂浮平台设计复杂，对仿真工具要求更高。海上风力机除受气动载荷之外，还需进一步考虑海洋环境所施加的各种其他

2、栽荷。采用自由涡尾迹方法计算风力机气动性能，分别采用线性波和PM频谱模拟波浪运动并应用Morison方程计算波浪载荷。构建张力腿漂浮平台结构动力学方程，以气动载荷和波浪载荷为激励，得到平台响应，并反馈至气动计算，从而完成气动、结构和水动的耦合计算。最后以大型风力机NHl500为例，对张力腿式海上风力机进行仿真模拟，对比分析来流风速、浪高和波浪入流角对漂浮平台运动和风力机气动性能的影响，采用PM频谱模拟真实海况并计算漂浮式风力机动态响应，为漂浮式风力机设计提供了依据。关键词：漂浮式风力机；张力腿平台；自由涡尾迹；波浪载荷；运动响应中图分类号：035

3、5；TK89文献标志码iA文章编号：1005—2615(2016)04—0583—07CalculationofMotionResponsesofFloatingWindTurbinewithTensionLegPlatformWangXiao，WangTongguang，CaoJi咖(JiangsuKeyLaboratoryofHi-techResearchforWindTurbineDesign，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：

4、Floatingwindturbinesarequitedifferentfromtheinshoreandonshorewindturbines．Espe—ciallytheirdynamicresponsesneedmorerequirementsofsimulationforthecomplexfloatingmotions．Floatingwindturbinesexperiencenotonlytheairloads，butalsothewaveloadsfromthesea．Afreevortexwakemethodisusedtoc

5、alculatethewindturbineaerodynamicloads．Thewavemotionissimu—latedbasedonthelinearwaveandthePMenergyspectrum，andtheMorisonequationsareusedtocal—culatethewaveloads．Thestructuraldynamicsequationforthetension1egplatformisthensolvedtoobtainthedynamicresponsesoftheplatform，inwhichth

6、eairloadsandhydroloadsarecoupledandfedbacktotheaerodynamiccalculation．Forcompleteness，theaerodynamicandstructuraldynamicrespon—sesofa1．5MWwindturbinewiththetensionlegplatformaresimulatedandtheinfluenceonthewindturbineaerodynamiccharacteristicsoftheplatformmotionisanalyzed．Key

7、words：floatingwindturbine；tensionlegplatform；freevortexwakemethod；waveload；motionresponses基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三计划”)(2014CB046200)资助项目；江苏省自然科学基金(BK20140059)资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2015—06—11；修订日期：2016—01—14通信作者：王同光，男，教授，博士生导师，E—mail：tgwang@nuaa．edu．ca。引用格式：王枭，王同光，曹九发．张力腿漂浮

8、式风力机的运动响应计算EJ]．南京航空航天大学学报，2016，48(4)：583—589．WangXiao，WangTongguang，