1. 毕业设计（论文）主要内容：
目前，海上风能开发逐渐成为一种较为成熟的能源利用方式，在工程中得到了大量实践。欧盟对海上风能的利用十分推崇，投入了大量地研究，欧洲国家也陆续将海上风机投入到工业应用中。5MW的海上风机广泛地应用于海上风能开发。目前，海上风能发电装置主要是固定式结构，如单桩式、重力式、导管架式等。由于受到水深的限制，固定式风机只能适用于浅水区域，其成本随水深增加而增加。随着技术的发展，海上浮式风机逐渐引起了研究者和工业界的兴趣。浮式风能发电装置目前有半潜式、张力腿式和立柱式等浮式基础。利用浮式基础和系泊系统，海上浮式风机可以在风能资源更为丰富的远海区域开发风能资源，且对岸线的影响较小。在风、浪、流等环境载荷下，浮式风机会产生六个自由度的运动响应，其运动响应被系泊系统约束在一定范围内。因此，分析浮式风能发电装置在系泊力作用下的运动响应对风机的安全设计具有重要意义。本课题以张力腿式浮式风机为研究对象，探索浮式风机动力响应的分析方法及张力筋腱系统的分析方法，主要内容包括浮式基础的水动力分析、风载荷计算、流载荷计算和张力筋腱系统设计与分析。本课题旨在培养学生掌握张力腿式浮式风机动力响应的计算与分析方法，主要研究内容包括文献调查、张力腿式风能发电装置的水动力分析、张力筋腱系统的准静力分析方法与规范设计方法、波浪载荷与系泊力耦合的时域分析方法。针对美国可再生能源国家实验室研制的5MW风机，设计张力腿式浮式基座的尺寸与其张力筋腱系统，开展不同尺寸浮式基础的水动力分析，对基座与筋腱系统进行优化设计，计算张力筋腱所受拉力，并根据相关规范设计张力筋腱系统。
2. 毕业设计（论文）主要任务及要求
- 通过文献调查，掌握张力腿式浮式风机的结构特点与其动力分析方法。
- 通过三维水动力软件，分析不同尺寸的张力腿式浮式基座的水动力特性，计算频域水动力系数与一阶波浪力。
- 建立浮式风机的时域分析模型。剩余内容已隐藏，您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容！
3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排
任务编号
任务内容
时间节点
1
文献调查
第1-3周
2
选定浮式基座尺寸并进行水动力分析
第4-5周
3
建立浮式基座的时域分析模型
第6周
4
建立筋腱系统分析模型和确定断裂条件
第7-8周
5
建立耦合的时域模型计算环境载荷和张力筋腱系统共同作用下的动力响应
第9-10周
6
参数分析与数值运算
第11-12周
7
完成毕业设计论文
第13-14周
4. 主要参考文献
[1] Dunbar et al. (2015).Development and validation of a tightly coupled CFD/6-DOF solver for simulating floating offshore wind turbine platforms. Ocean Engineering, 110: 98–105
[2] Lin, Zi, and P. Sayer.(2015). An enhanced stiffness model for elastic lines and its application to the analysis of a moored floating offshore wind turbine. Ocean Engineering 109: 444-453.
[3] 张社荣, 黄虎. 海上张力腿平台风电机组结构动力特性研究[J]. 太阳能学报, 2010, 31(9):1198-1203.
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