多场耦合下水流形状模型影响系泊系统的特性分析

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-0037

太阳能学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 452-457.DOI: 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-0037

多场耦合下水流形状模型影响系泊系统的特性分析

胡永敢, 蒋占四, 杨庆勇, 倪伟

桂林电子科技大学机电工程学院,桂林 541004

收稿日期:2021-01-08 出版日期:2022-08-28 发布日期:2023-02-28
通讯作者: 蒋占四（1977—）,男,博士、教授、博士生导师,主要从事优化与损伤识别方面的研究。hui_jansy@163.com
基金资助:
国家自然科学基金（51565008）; 广西科技基地和人才专项（2019AC20266）; 广西区研究生创新项目（YCSW2021187）

CHARACTERISTICS ANALYSIS OF INFLUENCE OF FLOW SHAPE MODEL ON MOORING SYSTEM UNDER MULTI-FIELD COUPLING

Hu Yonggan, Jiang Zhansi, Yang Qingyong, Ni Wei

School of Mechanical and Electrical Engineering, Guilin University of Electronic Science and Technology, Guilin 541004, China

Received:2021-01-08 Online:2022-08-28 Published:2023-02-28

摘要/Abstract

摘要： 为研究海洋中不同的水流形状模型对多场耦合下的系泊系统的影响,以系泊系统为主要研究对象,采用集中质量法、静力分析法以及离散迭代法等对单点系泊系统在风、浪、流3种载荷的共同方向作用下进行建模与计算。通过改变不同水流形状模型的参数以及水深环境因素来研究系泊系统的整体游动区域以及浮筒的淹没程度。结果表明,曲线形状下的水流模型比线性形状下的水流模型对系泊系统的游动区域影响大,同时随着环境因素水深的增加,二者对系泊系统游动区域范围的影响程度均加深;水流也间接影响浮筒的淹没高度,曲线形状模型下的水流模型对浮筒的影响大于线性形状下的水流模型。

关键词: 海洋能, 系泊系统, 模型, 浮筒, 锚链, 水流力

Abstract: In order to study the influence of different flow shape models on the mooring system of wave power generation equipment in the ocean, the mooring system is taken as the main research object. The lumped mass method, static analysis method and discrete iteration method are used to analyze and calculate the single point mooring system under the common direction of wind, wave and current loads. The overall swimming area of the mooring system and the submergence degree of the buoy were studied by changing the parameters of different flow shape models and the environmental factors of water depth. The results show that the flow model with curve shape has a greater influence on the swimming area of the mooring system than that of the flow model with linear shape. At the same time, with the increase of water depth of environmental factors, both of them have a deeper influence on the swimming area of the mooring system. Water flow also indirectly affects the submerged height of the buoy, and the influence of the curve model on the buoy is greater than that of the linear model

Key words: ocean energy, mooring system, model, buoy, anchor chain, flow force

中图分类号:

TK79

胡永敢, 蒋占四, 杨庆勇, 倪伟. 多场耦合下水流形状模型影响系泊系统的特性分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 452-457.

Hu Yonggan, Jiang Zhansi, Yang Qingyong, Ni Wei. CHARACTERISTICS ANALYSIS OF INFLUENCE OF FLOW SHAPE MODEL ON MOORING SYSTEM UNDER MULTI-FIELD COUPLING[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2022, 43(8): 452-457.

参考文献

[1] 王硕. 波流对三维结构物作用的频域模拟[D]. 大连: 大连理工大学, 2019.
WANG S.Frequency domain simulation of wave flow interaction on 3D structures[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2019.
[2] 陈云鹤, 赵晶. 考虑水流力作用的锚链力计算方法[J]. 解放军理工大学学报(自然科学版), 2016, 17(2): 116-120.
CHEN Y H, ZHAO J.Calculation method of anchor chain force considering flow force[J]. Journal of PLA University of Science and Technology(natural science edition), 2016, 17(2): 116-120.
[3] SULAIMAN O O, MAGEE A, BAHRAIN Z, et al.Mooring analysis for very large offshore aquaculture ocean plantation floating structure[J]. Ocean and coastal management, 2013, 80(8): 80-88.
[4] WANG K, ER G K, LU V P.Nonlinear dynamical analysis of moored floating structures[J]. International journal of non-linear mechanics, 2018, 98: 189-197.
[5] 姜松. 波流共同作用下大直径圆柱周围冲刷及水动力特性研究[D]. 长沙: 长沙理工大学, 2019.
JIANG S.Study on scour and hydrodynamic characteristics around large diameter cylinder under the combined action of wave and current[D]. Changsha: Changsha University of Technology, 2019.
[6] LOW Y M, LANGLEY R S.Time and frequency domain coupled analysis of deepwater floating production systems[J]. Applied ocean research, 2006, 28(6): 371-385.
[7] LOW Y M, LANGLEY R S.A hybrid time/frequency domain approach for efficient coupled analysis of vessel/mooring/riser dynamics[J]. Ocean engineering, 2008, 35(5-6): 433-446.
[8] MELIS C, JEAN P, VARGAS P.Out-of-Plane bending testing of chain links[C]//ASME 2005 24th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Halkidiki, Greece, 2005.
[9] 李辉. 漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2016.
LI H.Design and analysis of combined mooring system of floating tidal power station[D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2016.
[10] 中国船级社. 海上移动平台入级规范(2020)[EB/OL]. https://www.ccs.org.cn/ccswz/articleDetail?id=2019000010
00009832.
China Classification Society. Rules for Classification of Mobile Offshore Units(2020)[EB/OL]. https://www.ccs.org.cn/ccswz/articleDetail?id=201900001000009832.
[11] 李凤来, 贾攀攀, 马良, 等. 潮流能电站四点式锚泊定位系统设计研究[J]. 工程与试验, 2012, 52(2): 60-64.
LI F L, JIA P P, MA L, et al.Design and research of four-point mooring and positioning system for tidal power station[J]. Engineering and experiment, 2012, 52(2): 60-64.
[12] 王文胜, 游亚戈, 盛松伟, 等. 波浪能装置弹性系泊系统抗台风的设计与研究[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2017, 38(10): 1505-1510.
WANG W S, YOU Y G, SHENG S W, et al.Design and research of resilient mooring system of wave energy device against typhoon[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2017, 38(10): 1505-1510.
[13] 郑松根, 何宏舟. 浮摆式波浪发电平台系泊系统设计[J]. 中国造船, 2015, 56(2): 102-112.
ZHENG S G, HE H Z.Design of mooring system for floating swinging wave power platform[J]. Shipbuilding of China, 2015, 56(2): 102-112.

[1]	周勇, 刘艳峰, 王登甲, 刘晓君. 中国不同气候区日总太阳辐射计算模型适用性分析及通用计算模型优化[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 1-7.
[2]	姜军倪, 董霄峰, 王海军, 练继建. 海上风电结构横风向气动力阻尼特性研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 267-272.
[3]	郑玉巧, 马辉东, 卢秉喜. 铺层材料单层厚度对风力机叶片低阶模态频率的影响分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 337-342.
[4]	刘华兵, 张庆贺, 刘艳娇, 彭爱武. 基于磁流体发电机的波浪能最大功率追踪策略研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 402-409.
[5]	李鑫, 张超, 石帅飞, 朱慧敏. 一种结合双重移相与鲸鱼算法的直流变换器回流功率控制策略[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 468-477.
[6]	于瑛, 陈笑, 贾晓宇, 杨柳. 基于GA-BP神经网络的逐时总辐射分组模型研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 157-163.
[7]	李雄威, 徐家豪, 李庚达, 崔青汝, 伍权. 一种新修正的风电机组尾流分析模型[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 260-265.
[8]	李辉, 吴优, 谢翔杰, 李青和, 谭宏涛, 郑杰. 考虑控制链路延时的风电场经MMC-HVDC并网系统稳定性分析及提升策略[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 323-333.
[9]	马伟栋, 高丙朋, 杨武帮, 张治国. 引入权值修正预测控制的风电叶片自适应组合抑振策略研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 382-390.
[10]	黄玲玲, 李锁, 符杨, 王振帅. 基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 391-398.
[11]	李治国, 高志鹰, 张雅静, 张立茹, 汪建文. 基于Theodorsen理论的新型动态失速预测模型及其应用[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 409-414.
[12]	姜楠, 刘聪, 张萧, 徐明奇. 波浪能俘获装置的设计和研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 447-451.
[13]	黄硕, 梁诗琪, 盛松伟, 马山, 陈纪康, 李建东. 半潜式波浪能养殖平台与系泊系统的耦合动力分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 463-471.
[14]	黄宇, 王宇涛, 李淑琴, 杨凯, 王东风, 李永玲. 计及火用分析的综合能源系统多目标优化调度[J]. 太阳能学报, 2022, 43(7): 30-38.
[15]	盛四清, 关皓闻, 雷业涛, 张文朝, 潘晓杰, 邵冲, 王逾桐. 基于混沌海鸥优化算法的含光伏发电系统负荷模型参数辨识[J]. 太阳能学报, 2022, 43(7): 64-72.

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