唐友刚，桂龙，曹菡，秦尧

（1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）

海上风机半潜式基础概念设计与水动力性能分析

唐友刚1，2，桂龙1，2，曹菡1，2，秦尧1，2

（1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）

针对5 MW海上风机动力响应较大的问题，提出了半潜型浮式基础的概念设计，研究了半潜式浮式基础在不同风浪环境下的运动响应和生存能力。考虑叶片空气动力载荷及风浪载荷，以及浮式基础与系泊系统的耦合，建立风机结构系统及水动力模型，采用动量－叶素理论计算叶片空气动力载荷，在频域范围内计算了载荷传递函数。计算分析浮式基础风机系统不同风浪情况下的时域动力响应，评估了半潜型浮式基础在极限海况下的生存能力。结果显示，半潜型浮式基础运动性能良好，且在极端海况下，各系泊缆安全系数均大于1.67，破损状况下安全系数均大于1.33，该浮式基础及其系泊系统具有足够的抵抗极端海况的能力。

海上风机；半潜式浮式基础；运动响应；生存能力；系泊系统；安全系数

海上风机系统属于高耸结构，水平风载荷和垂向自重载荷数量级相当，导致浮式基础产生大幅摇摆运动，风机上的风速发生波动，从而引起发电功率的波动，发电效率降低［1］。国内外学者对驳船式、半潜式、TLP式、Spar式等浮式基础进行了研究［2-8］，并对风机基础的时域与频域运动响应进行了一系列分析。……