海上风电场维护船船型总阻力和纵摇升沉运动研究.pdf

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1、第４３卷第２期船海工程Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．２２０１４年４月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡｐｒ．２０１４ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１４．０２．０１７海上风电场维护船船型总阻力和纵摇升沉运动研究谢云平，张秀萍，杨铃玉（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江２１２００３）摘要：根据海上风电场维护船的使用和性能要求，分析小型单体船、双体船、多体船对于海上风电场的实用性，最终确定采用双体船型为风电维护船船型。结合小水线面双体船和穿浪双体船的船型优点，对风电维护船片体进行改进，得到常规型和改进型双体风电维护船型方

2、案。采用ＣＦＤ仿真技术，利用常规双体船型探索双体船阻力ＣＦＤ仿真方法，对改进船型进行阻力仿真计算。采用船舶设计软件ＮＡＰＡ的耐波性模块计算分析两种船型的纵摇和升沉性能，得到了维护船不同速度和浪向角时两船型的纵摇和升沉响应曲线。关键词：海上风电场；船型；阻力仿真；纵摇；升沉中图分类号：Ｕ６６１．３１文献标志码：文章编号：１６７１-７９５３（２０１４）０２-００６６-０５现有的海上风电场多采用小型的船舶作为工舶由于耐波性能不够，在海上风浪达到１ｍ左右作人员的交通和风机塔柱的维护，目前小型船舶的时候就不能出航对风电机组进行维护作业，因的研究开发已比较成熟。

3、双体船由于具有良好的而会造成风电场无法正常运营。阻力性能、宽敞的甲板面积和优越的稳定性能而目前，国内一些正在运行的海上风电场，如东越来越多的被应用。评估双体船的性能一般可以海大桥海上风电场，主要借助于租用的船舶进行通过相关图谱或理论公式来进行，但上述方法不日常风机维护及工作人员的交通运输。一般而能有效地反应船型变化对阻力和耐波性的影响，言，租用的船吨位比较大，并且由于此类船舶自身对于改进的双体船，可以通过船模试验或利用的船型设计并不符合靠离风机塔座的要求，再加ＣＦＤ软件数值仿真来进行。本文根据海上风电上船舶吨位较大等因素，以至于在船舶靠离风电场的实际

4、情况和使用要求，分析小型单体船、双体机组的时候经常会发生撞击塔基的情况。船、多体船对于海上风电场的实用性，拟定适合风1．2海上风电场维护船使用及性能要求电场较大风浪时双体维护船型方案。海上风电维护船主要用于风电场工作人员从陆上到风电场的水上交通运输以及日常的风机维１船型方案确定护。考虑到航行时人员的舒适性以及工作的效1．1海上风电场及风电维护船现状率，要求维护船具有一定的耐波性及快速性能，使现有的海上风电机组的维修主要包括定期维得风浪较大时，在保证维护人员安全的前提下可护（检查、清洁等）、故障维修（某种程度的故障检以出航作业。根据国内外正在运营的风电

5、场维护修，如手动重启或更换主要部件）和备件管理三船经验，一般选用常规推进的小型船舶即可满足部分。上述使用要求，同时又能提高经济性能。海上风电场不同于陆上风电场，由于气候条1．3海上风电场维护船型介绍件、潮汐变化以及船舶等多种因素的制约，使得运海上风电比较发达的欧美国家，一般使用小行维护人员难以到达风机塔筒对风机进行消缺、型的船舶接送人员出入，以及进行日常的风机维检修。据国外相关研究统计表明，现有的小型船护工作，这种船舶有单体船型和双体船型，在一定程度上提高了船舶的快速性和耐波性。对于小型船舶，本身受波浪的影响比较大，所收稿日期：２０１３－０９－１１以

6、在船型选择及型线设计时，快速性能和恶劣海修回日期：２０１３－１０－１８第一作者简介：谢云平（１９６４－），男，硕士，教授况下的耐波性能应是考虑的重要问题。研究方向：船型设计常规单体船型主要有圆舭形、尖舭形、深ＶE-mail：ｘｙｐ-ｅｃｓｉ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ形或者三种船型的组合船型。进入在２０世纪８０６６海上风电场维护船船型总阻力和纵摇升沉运动研究———谢云平，张秀萍，杨铃玉年代，出现了小水线面单体船（ＳＷＡＳＨ）概念，船设计手册要求及相关规范进一步确定本双体维护型大体上是小水线面双体船的单侧船体。法国和船型系数。日本学者提出，水下浮体为主、水翼为附

7、属装置的2．1维护船尺度系数范围选择小水线面单体船方案，正常航行时船体处于半潜与单体船相比，由于双体船具有较宽敞的甲［２-３］状态，具有良好的阻力性能和耐波性能。板面积，因此最小船长的确定往往不取决于总布双体船中具有代表性的三种船型分别为常规置等方面的要求，一般应从最小总阻力的观点来双体船、小水线面双体船以及穿浪双体船。其中确定最佳船长。对于中高速双体船，剩余阻力占具有代表性的双体船为穿浪双体船（ＷＰＣ）。穿总阻力的比重较大，因此船长的选取应尽量从减浪双体船是在小水线面双体船和高速双体船的基小剩余阻力的角度考虑。船长的选取应尽量避免础上发展起来的一种

8、新型高性能排水型船舶。高使剩余阻力处在Fr＝０．４０～０．６０的峰值附近。速穿浪双体船保留了小水线面双体船的