漂浮式潮流电站弹性系泊系统设计研究_郭小天.caj

【摘要】 “海洋强国”是思想上的一次重大突破。所谓海洋强国，就是能够利用海洋、开发海洋、甚至最终达到控制海洋的综合性海上力量。海洋中储备着丰富的、可再生的绿色资源，潮流能作为一种可利用性强的海洋绿色能源，是当今可再生能源研究的重点领域之一。漂浮式潮流电站作为海洋能开发利用的一种有效的工具，日益受到人们的关注，而为其设计合理的锚泊系统，并且在满足定位需求的同时尽可能的减轻重量，避免电站发生倾覆，成为潮流电站乃至人类开发海洋活动中尤为重要的一个环节。本文以国家海洋能专项资金项目为依托，对装机容量为2×300KW的漂浮式潮流电站进行系泊系统的设计研究，随着电站功率的不断加大，布置海域的地形越来越复杂等问题的日益显露，使得系泊系统设计难度加大，设计一种安全性和经济性较好的系泊系统的要求更为迫切。在这种趋势影响下，系泊线组成成分也在不断改变，由单一到多成分组合，其材料种类也更加多样化，给系泊设计提供了更加丰富的选择空间。为了使本次对漂浮式潮流电站系泊系统的设计达到设计要求，在设计中引入了一种新型非线弹性拉伸的材料，系泊线由非线弹性拉伸材料和锚链两种成分组合而成。本文工作如下：首先，考虑水流的影响，对加入非线弹性索成分的系泊线进行数值求解，求解多成分组合系泊线悬链线方程，研究非线弹性索在系泊系统中的影响及规律。为非线弹性索在工程上的使用提供理论依据。其次，使用AQWA软件对漂浮式潮流电站的载体做水动力分析。应用AQWA－LINE模块计算浮体结构在常规波中的运动响应问题，主要使用的是三维线性波理论。得到漂浮式潮流电站在规则波中的水动力响应、水动力系数以及平均二阶波浪力，计算载体六自由度运动的RAO及浮体的附加质量和辐射阻尼等。为系泊系统时域求解提供必要的计算数据，分析研究系泊线布置角度，为系泊系统设计工作做准备。最后，分析漂浮式潮流电站的环境载荷，结合实际工程，参照规范要求，系泊线中加入非线弹性索，应用AQWA软件对漂浮式潮流电站的系泊系统进行时域计算。为潮流电站提供可行性的系泊系统设计方案并进行校核，通过与全锚链的系泊系统方案对比，验证非线弹性索在系泊系统中的优越性。 

【Abstract】 “Marine power" is a great step forward in realization. It means a country has the abilityof exploring ocean, utilizing marine resources, and developing a comprehensive navalpower. The ocean is rich in renewable energy, and tidal current has captured many researchattentions for the advantages of its harness. Floating type tide power station, as an effectivesystem of ocean energy development and utilization, is getting more and more attention.And a satisfied anchorage system design, which could me... 

【关键词】 漂浮式潮流电站； 数值模拟； 水动力性能； 系泊系统时域计算； 非线弹性索；