近海風(fēng)電設(shè)備安裝船的耐波性研究.pdf

1、自航自升式風(fēng)電設(shè)備安裝船是目前近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的首選裝備，其功能齊全，能夠適應(yīng)海上風(fēng)機(jī)安裝的各種需求?；陲L(fēng)電設(shè)備安裝船的獨(dú)特外形特點(diǎn)和多樣化工作狀態(tài)，為了研發(fā)這種新的船型，有必要針對(duì)船體在波浪中的運(yùn)動(dòng)、觸底、砰擊等若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。
　　本文對(duì)風(fēng)電設(shè)備安裝船的運(yùn)動(dòng)特性和底部砰擊載荷進(jìn)行了計(jì)算分析。首先，基于AQWA軟件建立風(fēng)電設(shè)備安裝船在復(fù)雜波浪載荷作用下運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的理論預(yù)報(bào)方法，對(duì)比該船型的水池試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了理論預(yù)報(bào)方法的準(zhǔn)

2、確性。然后，通過(guò)數(shù)值計(jì)算研究了航速、水深和粘性阻尼等參數(shù)對(duì)風(fēng)電船運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值算子的影響。最后，建立了不同工況下風(fēng)電船的水動(dòng)力計(jì)算模型。
　　在此基礎(chǔ)上，風(fēng)電安裝船在近場(chǎng)遷移時(shí)，由于波浪的作用，船體可能發(fā)生觸底。本文以風(fēng)電船運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)域計(jì)算結(jié)果來(lái)確定風(fēng)電船避免發(fā)生觸底的最小安全作業(yè)水深。風(fēng)電船在插樁/拔樁狀態(tài)下，由于船體的運(yùn)動(dòng)，樁腿底部可能與海底發(fā)生沖擊，沖擊載荷與船體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的參數(shù)為max(θ/T)，通過(guò)計(jì)算不同波浪入射角下的橫搖

3、和縱搖RAO，結(jié)合波浪譜進(jìn)行譜分析，預(yù)報(bào)了θ/T的在不同波浪入射角下的設(shè)計(jì)極值。
　　此外，為了分析具有特殊船型的近海風(fēng)電設(shè)備安裝船在航行狀態(tài)下的底部砰擊問題，本文提出了一種適用于風(fēng)電設(shè)備安裝船的底部砰擊載荷計(jì)算流程。其中，基于波浪勢(shì)流理論計(jì)算有航速船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，利用多項(xiàng)式擬合典型剖面在入水前后時(shí)刻的垂向速度時(shí)間歷程曲線，基于計(jì)算流體力學(xué)理論計(jì)算二維船型剖面入水砰擊載荷。然后，針對(duì)計(jì)算流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析