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张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法技术

技术编号:40949077 阅读:55 留言:0更新日期:2024-04-18 20:23
本发明专利技术公开张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,包括张力腿型浮式风力机纵荡运动的失稳条件及稳定参数域的预测,包括步骤:确定张力腿型浮式风机的相关结构参数:确定张力腿型浮式风机的相关水动力参数及所受风力:确定张力腿型浮式风机的纵荡运动微分方程:基于纵荡运动微分方程,进行非线性动力学分析,得到张力腿型浮式风力机纵荡运动的失稳条件及稳定参数域。本发明专利技术可快速预报张力腿型浮式风力机纵荡运动响应,分析张力腿型浮式风力机安全作业的稳定参数域,为张力腿型浮式风力机的安全评估与优化设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及浮式风力机非线性运动分析,特别是涉及一种浮式风力机在定常风和规则波激励作用下的非线性动力学计算分析预测方法。


技术介绍

1、浮式风电基础有四种常见的技术型式,即驳船式、立柱式、半潜式以及张力腿式。其中,张力腿型式结构紧凑,具有移动灵活、空间占用量小等优点。张力腿型浮式风力机采用垂直于海底的张力腿筋腱系泊,对面外运动(垂荡,横摇和纵摇)的约束较高,但其水平刚度相对较低,在气动载荷和波浪载荷的耦合作用下在水平方向(纵荡、横荡)会发生大幅运动,甚至发生复杂的非线性运动响应。例如,由于张力腿筋腱刚度大弹性小,当张力腿型浮式风力机发生大幅纵荡运动时,会引起浮式基础发生动态的下沉运动,导致浮式基础排水量的实时变化,进而产生非线性回复刚度。另一方面,大幅纵荡运动也会引起张力腿筋腱产生非线性拉伸刚度,进一步导致浮式风力机发生非线性运动响应。复杂多变的非线性运动响应会对浮式风力机的安全产生潜在威胁,因此,有必要对张力腿型浮式风力机纵荡运动进行深入研究。

2、对于张力腿型浮式风力机纵荡运动,多数研究都是采取数值分析方法。该方法通常通过建立复杂的风机-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,包括张力腿型浮式风力机纵荡运动的失稳条件及稳定参数域的预测,包括步骤:

2.根据权利要求1所述张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,步骤S1中,所述张力腿型浮式风机的相关结构参数包括张力腿型浮式风机的浮式基础质量、张力腿筋腱数、张力腿筋腱预张力、张力腿筋腱长度、筋腱的杨氏模量、筋腱横截面积、浮式基础水线面面积。

3.根据权利要求1所述张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,步骤S2中,所述张力腿型浮式风机的相关水动力参数及所受风力包括浮式基础纵荡附...

【技术特征摘要】

1.张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,包括张力腿型浮式风力机纵荡运动的失稳条件及稳定参数域的预测,包括步骤:

2.根据权利要求1所述张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,步骤s1中,所述张力腿型浮式风机的相关结构参数包括张力腿型浮式风机的浮式基础质量、张力腿筋腱数、张力腿筋腱预张力、张力腿筋腱长度、筋腱的杨氏模量、筋腱横截面积、浮式基础水线面面积。

3.根据权利要求1所述张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,步骤s2中,所述张力腿型浮式风机的相关水动力参数及所受风力包括浮式基础纵荡附连水质量、浮式基础纵荡阻尼、浮式基础纵荡一阶波浪力、波浪频率、海水密度、浮式基础纵荡加速度、速度和位移、风轮推力。

4.根据权利要求1所述张力腿型浮式风力机纵荡运动非线性动力学分析预测方法,其特征在于,步骤s3中,所述张力腿型浮式风力机纵荡运动微分方程如下:

5.根据权利要求4所述张力腿型浮...

【专利技术属性】
技术研发人员:李焱苏鸥溟崔怡文黎国彦李昊然李耀隆唐友刚
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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