随机风浪中海上浮式风力发电系统运动稳定性特性研究

基本信息
批准号:51479117
项目类别:面上项目
资助金额:84.00
负责人:范菊
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:缪国平,陈新权,李俊,陈曦,蒋银,王晨征,黄庆立,李帅
关键词:
运动稳定性随机风浪浮式风力发电系统时域耦合系泊定位系统
结项摘要

The moored windfloat system has been becoming the one of high technology equipments in ocean engineering for wind energy utilization over seas. However,the wind turbine and floating platform are a strongly nonlinear coupling system with irregular motion characteristics under irregular wind and wave. It will make the tower and blades to suffer from severe irregular loads, and the system motion stability will become more complex.The project deals with the problems of the motion stability of the offshore windfloat system in irregular wind and wave through theoretical analysis, numerical simulation and model test. Under irregular wave and wind, the wind turbine and floating platform,as well as mooring system are considered as a whole coupling system, the nonlinear coupled motion model of the offshore windfloat will be estabilished. The model test will be carried out in deep-water offshore model test basin. Based on Markov Random Process Theory,the probability of large amplitude motions of the offshore windfloat system in the horizontal plane will be investigated, and the effect of irregular wind loads on the probability of large amplitude motions of the offshore windfloat system will be considered. The nonlinear system dynamics is used to analyze the stability of the offshore windfloat system in the vertical phane. Based on the research, the nonlinear coupling motion stability characteristics in irregular wind and wave will be presented. The goal of this research project is to dig out the motion stability characteristics of moored offshore windfloat system in wind and wave. It is important for the safty of the offshore windfloat system and development of new energy application in ocean engineering in the future.

海上浮式风机系统正逐渐成为海上风能利用的海洋工程高科技装备之一。在海上随机风浪作用下,风机与支撑基础具有强非线性耦合的随机运动特性,不仅会使塔柱和叶片承受巨大的随机载荷,且其运动稳定性也极为复杂。本课题针对随机风浪中海上浮式风机系统的运动稳定性特性开展理论、数值与实验相结合的研究,在任意浪向的随机风浪下,将风机、支撑基础和系泊系统作为一个耦合体,建立其时域非线性耦合的理论模型,发展利用海洋工程深水试验水池的模型实验方法。采用马尔科夫随机过程理论分析不规则风浪下海上系泊浮式风机系统的大幅水平面运动的概率分布,采用非线性系统动力学方法分析随机风浪下海上浮式风机系统垂直面运动稳定性特性。在此基础上,深入揭示在随机风浪载荷作用下,海上浮式风机系统的非线性耦合运动稳定性机理及其特征。通过这一项目的研究可为实际风浪下海上风力发电装置实施的安全性提供理论指导,对我国海洋工程应用和能源开发均有重要意义。

项目摘要

海上浮式风机系统正逐渐成为海上风能利用的海洋工程高科技装备之一 。在海上随机风浪作用下 ,风机与支撑基础具有强非线性耦合的随机运动特性。本课题针对随机风浪中海上浮式风机系统的运动特性开展研究,在任意浪向的随机风浪下,将风机、支撑基础和系泊系统作为一个耦合体,建立其时域非线性耦合的理论模型,研究其运动响应。采用马尔科夫随机过程理论分析不规则风浪下海上系泊浮式风机系统的大幅水平面运动的概率分布,采用非线性系统动力学方法分析随机风浪下海上浮式风力系统垂直面运动稳定性特性,探讨在随机风浪载荷作用下,海上浮式风机系统的非线性耦合运动特性及其稳定性。通过这一项目的研究可为实际风浪下海上风力发电装置实施的安全性提供理论指导,对我国海洋工程应用和能源开发均有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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