浮式风机半潜式平台动力响应研究

张洪建，蔡 新，3，许波峰

（1.河海大学 力学与材料学院，江苏 南京 211100；2.江苏省风电机组结构工程研究中心，江苏 南京210098；3.沿海开发与保护协同创新中心，江苏 南京 210098；4.河海大学 能源与电气学院，江苏 南京211100）

0 引言

海上风能近年来逐渐受到世界各国的重视。浮式风机与传统固定式风机相比，安装成本低，成为开发深海风能的首选形式。半潜式风机因其建造成本低、抗风浪能力强等优点，成为了我国浮式风机的主要发展方向。

Yang Yang[1]讨论了一种新型多体浮式平台在有无风浪耦合作用下的运动差异与疲劳载荷。黄致谦[2]设计了一种新型浮式风机半潜平台，该平台基于流体力学软件（AQWA），并结合有限元方法进行数值仿真。范增辉[3]研究了风浪半潜式平台关键部位弯矩的影响，研究表明，相比于塔根底部，横撑处更易发生破坏。半潜式平台吃水较浅，平台重心较高，主要通过系泊系统维持稳定。

本文在OC4-DeepCwind半潜式风机的基础上，设计了一种具有倾斜立柱的半潜式平台。基于势流理论，本文探究半潜式风机在实际海洋环境中的运动特性，并对半潜式平台结构及系泊系统参数进行了分析优化。

1 风机模型的建立

基于ANSYS建立数值模型，利用AQWA对导入的风机模型进行水动力分析，从而对半潜式浮式风机的动力响应进行数值模拟。

1.1 风力机参数

风机主体采用NREL 5 MW风力机，参数见表1。浮式平台选用OC4-DeepCwind平台（以下简称原平台），相关参数见表2[4]。本文设计的一种具有倾斜侧柱的新型平台（简称新平台）参数见表3。……