海上风力机波浪载荷计算

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:liyuanboliwenya2009
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海上风资源相对于陆上具有较为明显的优势,其通常具有更高的年平均风速、更低的湍流度以及更小的风剪切效应,但海上复杂波浪和洋流等对支撑结构产生的非定常水动载荷对机组的动态性能将产生明显的影响。考虑海上风力机波浪载荷计算的复杂性,以单桩式支撑结构为研究对象,分别采用数值水池方法和莫里森方法计算了支撑结构受到的波浪载荷。首先采用Morison方法计算海上支撑结构的波浪载荷,基于波浪频谱和线性叠加法可以有效的模拟海浪,通过相应波浪理论的分析同时使用Morison方程即可求得波浪载荷。数值水池主要基于Fluent软件进行构建。在Fluent中运用VOF模型捕捉波浪运动的自由表面,使用UDF模块及动网格技术实现造波和消波的过程,通过不可压非定常求解器实现数值水池的构建,最后利用三维数值水池计算海上风力机支撑结构的波浪载荷。两种方法的结果对比分析表明,Morison方法在海上风力机单桩支撑结构波浪载荷计算时具有较好的精度且计算效率较高,而多相流方法能够给出更为详细的流场信息和波浪情况,在对复杂形式的支撑结构计算时能够给出更好的计算精度。
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