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双体波浪能装置运动及系泊系统特性研究

2023-12-21彦祥宇陈子和张显涛

海洋工程 2023年6期

彦祥宇,陈子和,张显涛

(1.上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;2.上海交通大学 三亚崖州湾深海科技研究院,海南 三亚 572024)

振荡双浮体式波浪能装置在海上作业时需要系泊系统来保证稳定性与安全性。常用的系泊方式主要有悬链线式系泊与张紧式系泊。悬链线式系泊[1]是一种展开式锚泊系统,通常需要较大的系泊半径和较长的躺底段长度。悬链线式系泊依靠系泊缆索自重提供恢复力,一般适用于应用水深小于1 000 m 的海上浮式结构物,当水深增加时,系泊半径过大影响来往船只航行,同时由于自重增加系泊缆索上的有效载荷减小,不能很好满足浮体位置稳定的要求[2]。张紧式系泊的系泊半径比悬链式系泊的系泊半径小,随着近年来复合材料的发展和应用而逐渐成熟起来。张紧式系泊系统工作时,依靠系泊缆索上的张力提供恢复力,因此对系泊材料的强度要求很高。

波浪能发电装置系泊系统的设计可以参考海上油气平台系泊系统,Johanning 等[3]和Cribbs 等[4]的研究解释了海上油气平台系泊系统与波浪能发电装置系泊系统的相似性。Xu 等[5]在其研究中阐述了系泊系统对波浪能装置能量转换效率的作用和影响,研究的重点是不同数量的系泊缆索、不同缆/链材料的组合、不同长度的系泊缆索以及不同的预张力倾角等参数变化对被系泊浮体和系泊缆索上端张力的影响。Ambühl等[6]针对振荡单浮子式波浪能装置的极端响应,采用不同数量的系泊缆索进行了对比分析,结果表明:破损状态下系泊缆索失效的不确定性随着系泊缆索数量的增加而降低。……

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