南海海况下半潜浮式风机在故障工况下的动力学响应分析

  [目的]  作为新型清洁可再生能源,风力发电的发展备受瞩目。随着风力发电由陆上向海洋发展,海上浮式风电发展迅速。  [方法]  以南海海况下半潜浮式风机为研究背景,采用ANSYS-AQWA分析软件,对浮式风机在南海典型海况下的动力学响应进行了分析。采用等效载荷法模拟空气动力荷载,采用势流理论计算水动力荷载和系泊系统的锚链荷载。  [结果]  研究表明:当单根锚链发生断裂时,浮式风机的纵荡和运动会大幅增加,可能会引起平台失控。当两根锚链断裂时,在一定时间内,运动响应会适当增加。因此建议采用冗余系泊系统,即单组多根锚链,从而在单根锚链失效后为更换锚链赢取时间。  [结论]  研究成果为我国深海浮式风电的开发提供了一定的参考。对于舱室破损工况的破损机理及数值模拟方法,有待进一步的研究。     

大型风力机二维翼型气动性能数值模拟

运用先进的CFD软件FLUENT对大型风力机的主流商用二维FFA-W3-301和FFA-W3-211翼型的气动性能进行了数值模拟.采用了k-ω SST湍流模型,并考虑了大入射攻角下失速现象的影响,对k-ω SST湍流模型的内部关键参数进行了适当的修正,得到的升力系数和阻力系数模拟结果与风洞试验结果吻合很好;同时还进一步研究了这种翼型的升力系数与阻力系数对其表面粗糙度的敏感性,得到了该翼型对小粗糙度敏感性强的结论.综合结果表明,数值模拟技术是大型风力机翼型设计分析便捷有效的参考手段.     

MM5模式在大连近海风资源评估中的应用

利用中尺度MM5气象模式系统,对大连及其近海地区风场进行了较为系统的高分辨率数值模拟,定性及定量地得到了该地区10 m高度处的年平均风速等直线图、年有效风能小时数等值线图、年有效风能功率等值线图及长海地区的年风玫瑰图,进一步研究了该地区年有效风能功率密度沿垂直高度的变化。综合考虑该地区沿海水深、港口运输及水产养殖等因素的影响,建设性地提出了3个近海风能重点开发区域,并给出了这3个地区的年风速分布概率情况。基于MM5模式的数值评估结果,为该地区近海风资源的开发利用提供了重要的参考依据。     

人工鱼礁-波浪能模块化浮体耦合动力响应分析

为综合利用海洋空间资源、生物资源以及可再生能源,该文提出一种基于张力腿平台的新型六边形浮体、浮式人工鱼礁以及波浪能装置（WEC）的集成结构系统。基于势流理论,并考虑六边形浮体与浮式人工鱼礁之间的多体水动力耦合效应和机械耦合效应,建立该集成结构系统的耦合时域分析模型。对浮式人工鱼礁和波浪能装置的主要设计参数进行初步优化,重点研究该新型集成结构系统在典型海况下的动力响应和波浪能发电特征,揭示了外侧浮式人工鱼礁可有效减弱作用于内侧六边形浮体结构的波浪载荷,并产生可观的波浪能能源供给。此外,还进一步验证了该集成结构系统在极端海况下的安全性能。