考虑流固耦合的弹性圆柱体涡激振动研究

利用CFX软件对质量比为7和3.24时圆柱体两向自由度涡激振动进行数值模拟,捕捉到了"锁定区"、"拍"和"相位开关"等现象,探讨了质量比对涡激振动的影响。最终通过研究表明:流固耦合在圆柱体涡激振动分析中应予以考虑;质量比为3.24时的锁定区范围、最大横向振幅以及达到锁定时的流速要比质量比为7时的大;质量比为7时顺流向频率一直为横向频率的2倍,但当质量比为3.24时,顺流向频率在较低约化速度(Ur≤4)下为横向频率的2倍,在较高约化速度下有两个值,一个为横向频率的2倍,另一个与横向频率接近。     

考虑弯曲刚度的高压海缆敷设受力分析

对敷设过程中的海缆进行动力学分析,得出考虑弯曲刚度的动力学微分方程,借助Orcaflex软件分析弯曲刚度、船舶运动、入水角和海床刚度对海缆运动、张力和曲率的影响。通过研究发现:随着弯曲刚度的增大,海缆的1阶频率逐渐增大,最大有效张力和曲率逐渐减小;海缆最大有效张力发生在海缆上端张紧器处,最大曲率发生在海缆离开拖缆架处;海缆敷设时船舶运动影响大于波浪的影响,船舶垂荡运动对海缆的有效张力影响较大,对曲率影响较小;随着海缆入水角的增大,海缆的有效张力减小,曲率增大;随着海床刚度的增大,海缆在触地段处有效张力逐渐减小。     

考虑黏性效应的半潜浮式风力机动力特性研究

对半潜浮式风力机动力特性进行研究，推导考虑黏性阻尼的动力学方程及传递函数。对黏性效应的影响及其计算方法进行探讨，对比附加阻尼矩阵法、Morison单元法的优缺点，并提出考虑黏性阻尼效应水动力计算的混合法，在此基础上对半潜浮式风力机气动-水动-锚泊全耦合动力响应进行分析。结果表明：黏性效应主要影响共振周期附近的响应值，在数值分析时不可忽略；附加阻尼矩阵法在考虑水平面内运动黏性阻尼时有所不足，且无法考虑黏性效应对共振周期的影响，Morison单元法在考虑垂荡、转动黏性阻尼时有所不足，混合法是考虑黏性阻尼水动力计算的更有效方法；该半潜浮式风力机垂荡和纵摇响应主要受波浪控制，而水平面内运动受风、浪、流联合作用的影响；浮式风力机运动和加速度的最危险工况可发生在发电工况时，最大锚链张力发生在极端环境条件时。