力学大会2015集基于OpenFOAM的新型浮式风机基础流固耦合运动研究

基于OpenFOAM的新型浮式风机基础流固耦合运动 新 1.交通大学船舶海洋与建筑，2.交通大学水动力学教育部，：问题环境问题日益成为制约社会经济发展的关键为一种风能由于其清洁储关陆上风电场风电场的噪音和视觉污染贵的陆地资风风机基础为风电场的主要缺点在于单机发电渔业等的开发风能开发规风电场逐渐向深海发鉴于深海复杂的水动力环风力机基础的动态响应及相应的结构设计是深海风电场建设的关键一环本文基于开源软件OpenOAM利用速度法和解析弛法相结合的方法实现VOF值的运动计算采用动网格技术实现拟对新型多柱体张力腿式浮式风力机基础的水动力特征做了初步验证了动网格技术进一步对浮式基础在规则波作用下的运动响应和水动力特征进行了系列数值模拟为浮式基础的进一步优化设计提供技术支撑。：数值水池；浮式风础之上，在不少问题上也得到了成功的运用图1新型浮式风机Ui

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t x本文采用速度法与解析松弛法相结合的方法实现造波消波。如图2所图2速度法是在水池处根据特定波形输入相应速度值、压力值等。由 图3函数CMdUi

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ij MijIij为质量与转动惯FiNi为外力与外力矩，θi为i图4浮体运动坐标示意如表1所示，水池所造目标波的水深为3.2米，波长为7.435米，为0.11表1(H)图5计算水池示意表2WindStar值质kg(13.574,13.574,质心位于水面上方高度mm张力腿刚度N/m六根张力腿总张力N3垂计算值实验值图91号锚链张力历时曲图10纵荡计算结 本文基于开源软件OpenFOAM利用速度和解析松弛相结合的方法现值动计算采用动网格技术实现了流固的耦合模拟值对新型多柱体张力腿式浮式风力机基础的水动力特征做了初步计算结果与实验值这表明本文建立的模型适用于浮式风该模型的建立为下一步的优化设计打下了坚实的基础。AdamF,MylandT,SchuldtB,etal.Evaluationofinternal superpositiononaTLPforwindturbines[J].RenewableEnergy,2014(71):271-275.AntonuttiR,PeyrardC,JohanningL,etal.Aninvestigationoftheeffectsofwind-inducedinclinationonfloatingwindturbinedynamics:heaveteexcursion[J].OceanEngineering,2014(91):208-217.LeeJH,KimJK.Dynamicresponseysisofafloatingoffshorestructuresubjectedtothehydrodynamicpressuresinducedfromseaquakes[J].OceanEngineering,2015(101):25-39.FarrugiaR,SantT,MicallefD.Investigatingtheaerodynamicperformanceofamodeloffshorefloatingwindturbine[J].RenewableEnergy,2014(70):24-30.BaeYH,KimMH.Rotor-floater-tethercoupleddynamicsincludingsecond-ordersum–frequencywaveloadsforamono-column-TLP-typeFOWT(floatingoffshorewindturbine)[J].OceanEngineering,2013(61):109-122.MaQW,PaMH.Ontheno-linearsactingonafloatingspartforminoceanwaves[J].AppliedOceanResearch,2001(23):29-40.YanS,MaQW.Numericalsimulationoffullynonlinearin ctionbetweensteepwavesand2DfloatingbodiesusingtheQALE-FEMmethod[J].JournalofComputationalPhysics,2007(221):666-692.WestphalenJ,GreavesDM,Willia