浮式风机系统的气动-水动-锚泊系统耦合数值分析  被引量:4

Numerical analysis of the coupled aerodynamics-hydrodynamics-mooring system for afloating offshore wind turbine

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作  者:艾勇 万德成[1,2] 

机构地区:[1]上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,海洋工程国家重点实验室,上海200240 [2]高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240

出  处:《江苏科技大学学报(自然科学版)》2017年第5期612-619,共8页Journal of Jiangsu University of Science and Technology:Natural Science Edition

基  金:国家自然科学基金资助项目(51379125,51490675,11432009,51579145);长江学者奖励计划(T2014099);上海高校东方学者特聘教授岗位跟踪计划(2013022);上海市优秀学术带头人计划(17XD1402300);上海市船舶工程重点实验室基金资助项目(K2015-11);工信部数值水池创新专项VIV/VIM项目(2016-23/09)

摘  要:基于非稳态致动线模型求解三维N-S方程的方法,对OC3项目Hywindspar基础的浮式风机进行其气动-水动-锚泊系统的耦合动力数值分析.计算分析分为两个部分:将上部风轮受到的气动推力简化为定常力(力矩),作用于平台;风机叶片简化为致动线模型耦合到CFD求解器naoe-FOAM-SJTU中,进行浮式风机系统的耦合动力分析.最后,对比分析两种情况下浮式风机系统的气动以及水动力响应.分析结果显示:相对于简化力模型,基于致动线方法的耦合分析模型可以有效且准确模拟分析浮式风机系统的气动-水动力性能.In this study,an unsteady actuator line model( UALM) coupled with a two-phase CFD solver is used to solve 3-D N-S equation to focus on the coupled dynamic response of an aerodynamics-hydrodynamics-mooring system for a floating offshore wind turbine named OC3-hywind Spar. The numerical analysis is divided into two parts: first,the aerodynamic loads from the upper rotor is simplified into aconstant thrust to be applied to the platform; second,the UALM model is embed into the CFD solver called naoe Foam-SJTU to obtain the fully coupled dynamic effects with wind and wave excitation. Comparisonof the results conducted by a simplified model and a fully coupled modelshows that the fully coupled model based on UALM can handle the interactive effects between the platform motion and aerodynamic loads more efficient and accurate.

关 键 词:浮式风机 非稳态致动线 气动-水动力性能 耦合效应 

分 类 号:O35[理学—流体力学]

 

参考文献:

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引证文献:

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