新型全潜式浮式基础及风机系统整体浮运安装技术研究

摘要

作为清洁能源之一的风能因其独特的优势，得到了世界的认可和快速发展，其中海上风电又以其优越的性能成为风能发展的风向标。本文着重对一种新型全潜式浮式基础及风机系统整体浮运安装技术进行研究，不仅因为该种结构符合风能向深海迈进的趋势，也因为当今在海上风力机的施工安装研究的关注度上还不够。急需创新性的施工安装技术来为海上风力机长远的发展打下基础。
　　首先，创新性地提出了两套施工方案，对每套施工方案作了详尽的介绍。运用水动力软件MOSES对两种方案的湿浮拖航过程分别进行了数值模拟，得到了仅对单体进行拖航时和加辅助浮筒进行拖航时，整体结构在不同工况下的位移的时程变化曲线及缆绳拉力的时程变化曲线。
　　然后，采用水动力软件MOSES对全潜式海上张力腿平台风力机组的绞缆下沉安装过程进行了模拟分析，得到了结构整体在不同工况下的运动响应。这一过程与单体拖航组成第一套施工方案。
　　以同一种全潜式张力腿风电平台机组为研究对象，本文提出了与加辅助浮筒拖航过程相配套的注水施工沉放方法来实现这种结构的一体化安装，并形成第二套方案。通过采用水动力软件MOSES对施工沉放过程进行了数值模拟分析，得到了结构在不同波浪高度、浪向角下的动力响应。
　　最后，总结和对比了两种方案的不同特点，并给出了施工建议。

目录

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究目的及内容

第2章 数值模拟计算原理

2.1 MOSES 简介

2.2 MOSES动力学计算原理

2.3 MOSES时域内的计算原理

2.3.1 时域运动方程

2.3.2 Newmark法

2.4 MOSES考虑气浮、张力腿的计算原理

2.4.1 张力腿拉力计算方法

2.4.2 孔口流量计算

2.4.3 气浮平衡理论

第3章 结构模型

3.1 结构模型

3.2 工况条件

3.2.1 波浪荷载模拟

3.2.2 考虑流作用的波浪荷载模拟

3.2.3 风荷载模拟

3.3 施工方案

3.3.1 单体拖航

3.3.2 加辅助浮筒拖航

3.3.3 绞缆下沉

3.3.4 注水下沉

第4章 数值模拟分析

4.1 浮运结果分析

4.1.1 单体拖航模拟结果

4.1.2 加辅助浮筒拖航模拟结果

4.1.3 方案比较

4.2 绞缆下沉模拟结果分析

4.2.1 工况G9结构响应

4.2.2 不同浪向角下结构的响应比较

4.2.3 不同浪高下运动响应比较

4.2.4 不同下沉速度结构响应比较

4.2.5 小节

4.3 注水下沉模拟结果

4.3.1 静水下结构响应

4.3.2 同浪向角下不同工况下运动响应比较

4.3.3 不同浪向角下结构响应比较

4.3.4 小节

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢