漂浮式潮流电站载体船结构强度分析  

Strength analysis on floating platform of tidal current power station

作　　者：荆丰梅 何宝[2] 王洪庆[1] 张亮[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001 [2]中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082

出　　处：《船舶力学》2013年第1期118-124,共7页Journal of Ship Mechanics

基　　金：国家"863"项目(编号:2007AA05Z450);国家科技支撑计划项目(2008BAA15B04);国家海洋可再生能源专项资金项目(ZJME2010GC01;ZJME2010CY01);中央高校基础科研(HEUCFR1104;HEUCF110105;HEUCF120109);浙江省重大科技专项(2008C14039);高等学校学科创新引智计划"111工程"(B07019)

摘　　要：漂浮式潮流电站是一种海洋潮流能转换系统。考虑载体的稳性,经济性以及其对水轮机水动力性能的影响,文章采用一种新型双体船作为潮流电站的载体。与常规船相比,该双体船结构较复杂,中间开口结构严重不连续;采用井字结构支撑水轮机组;其无航速且必须具有足够的稳性。另外,载体结构承受的载荷特性也较为复杂,除了承受环境载荷外还要承受水轮机组的水动力载荷。因潮流电站双体船载体结构新颖,载荷复杂的特性,很难直接利用规范或者现成的理论评估电站载体结构的整体强度。文中基于三维势流理论计算载体的波浪载荷,利用CFX软件计算水轮机的水动力载荷,采用"等效刚性轴"方法施加载荷;最后利用有限元方法对载体船结构进行计算。计算结果显示:该方法能够真实反映支撑结构的应力分布特点。该文的研究可为潮流能电站载体结构选型,设计提供参考,将对弥补能源短缺,缓解环境污染起到重要作用。The floating tidal current power station is used to transfer the tidal current energy into power energy. Because of the complexity of its structure and the particularity of the loads, theories and criterions existed can not be used directly to evaluate the overall strength of the power station. Based on the potential theory, software of Hydrostar is used to simulate the wave loads; and hydrodynamics loads of the turbine are calculated using CFX. Turbine loads are equivalented and transformed reasonably. ＇Equivalent rigid shaft＇ method is used to apply loads on the structure, and plant carrier （floating platform） strength is calculated by finite element method. The calculation results show that methods adopted in this paper can truly reflect features of stress distribution of the support structure, and strength of the carrier satisfies the working re- quirements of the turbine.

关 键 词：海洋潮流能 潮流电站 载体船 有限元 结构强度 

分 类 号：P742[天文地球—海洋科学]