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极限海况下6 MW单柱型浮式风力机耦合动力响应

2021-01-18何炎平赵永生吴浩宇

上海交通大学学报 2021年1期

阳 杰,何炎平,孟 龙,赵永生,吴浩宇

(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240)

目前,经济发展对能源的需求越来越大,而传统的化石能源属于不可再生资源,随着不断开采、使用,其储藏量也在不断减少.世界正在面临巨大的能源危机,风能作为可再生能源,越来越受到重视.如今陆上风能已经被越来越多的国家逐渐开发使用,成为了重要的可再生能源之一[1].随着我国海洋强国战略的提出,人们对于海洋能源的关注日益加强,海上风能也越来越受到人们的重视.在陆上风能开发技术日益成熟的条件下,海上风力发电技术能够进一步减少我们对于化石能源的依赖,使得经济发展与环境保护更加协调.2018年,全球新建多个大型海上风电项目,这些新建的海上风电项目融资达到178亿元左右.伴随着全球海上风电项目的展开和新型市场的兴起,海上风能正逐渐向世界主流能源迈进.

浮式风力机(FOWT)是海上风能开采的重要途径,主要有驳船型(Barge)、半潜型(Semi-submersible)、张力腿型(TLP)和单柱型(Spar)几种形式[2].在大于50 m的海域采用Spar型浮式基础作为支撑能够有效降低风力发电成本.目前,已经有很多学者对浮式风力机进行了研究工作.针对5 MW风力机,Jonkman等[3]设计了以Spar平台作为浮式基础的OC3-Hywind,并且通过其开发的“气动-水动-伺服-弹性”软件FAST对风力机动力响应进行了时域耦合计算[4].Jonkman 等[5]还对驳船型、张力腿型……

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