海上风电浮式基础动力特性研究

本项目研究海上风力发电浮式基础的非线性动力学特性及其结构优化。浮式基础的研究涉及流体动力学、空气动力学、结构动力学等，分析模型涉及流体-气体-固体的耦合。初步的研究表明，浮式基础的运动由于浮心的时变特性，可能出现低频波浪所引起的浮式基础的大幅度慢漂运动，而在紊动风和极端波流作用下，浮式基础会发生运动失稳，导致系缆张力突变和大幅基础运动。本项目考虑安装在海上深水域的风力发电浮式基础，针对不同浮式基础结构形式，考虑系泊系统的非线性恢复刚度、脉动风速、基础浮心位置的时变特性，应用流体动力学、空气动力学及非线性动力学的理论，考虑风浪流载荷，研究低频波浪所引起的浮式基础的大幅度慢漂运动、和频波浪所引起的浮式基础的大幅度弹跳运动，以及风电机高速转动与基础运动的耦合作用等。揭示浮式基础风浪流作用下的复杂动力特性，提出浮式基础结构优化方法，为我国海上风力发电浮式基础的开发提供理论基础。