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《海上風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和浮式平臺(tái)水動(dòng)力計(jì)算分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文海上風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和浮式平臺(tái)水動(dòng)力計(jì)算分析碩士研究生：趙文超學(xué)號(hào)：1120109144導(dǎo)師：萬(wàn)德成教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：船舶與海洋工程所在單位：船舶海洋與建筑工程學(xué)院答辯日期：2015年1月授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterNUMERICALSIMULATIONANDANALYSISONAERODYNAMICPERFORMANCEOFOFFSHOREWIND
2、TURBINEANDHYDRODYNAMICSOFFLOATINGPLATFORMCandidate：WenchaoZhaoStudentID:1120109144Supervisor：Prof.DechengWanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringNavalArchitectureandOceanSpeciality：EngineeringSchoolofNavalArchitecture,Affiliation：CivilandOceanEngineeri
3、ngDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文海上風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和浮式平臺(tái)水動(dòng)力計(jì)算分析摘要隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源需求的不斷增加和傳統(tǒng)能源的日益開(kāi)采消耗，能源危機(jī)越來(lái)越凸顯。人們開(kāi)始尋找出路，于是將目光投向了新能源領(lǐng)域。風(fēng)能尤其是海上風(fēng)能作為一種清潔的、可再生的新能源，在近幾年得到了充分的發(fā)展，越來(lái)越引起了各國(guó)政府的重視，成為了未來(lái)能源發(fā)展的重要方向。研究海上風(fēng)機(jī)，對(duì)于發(fā)展海上風(fēng)電，
4、解決未來(lái)能源問(wèn)題具有重要意義。本文以計(jì)算流體力學(xué)（ComputationalFluidDynamics，CFD）的開(kāi)源軟件平臺(tái)OpenFOAM為工具，利用數(shù)值模擬的方法計(jì)算了海上風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能、浮式平臺(tái)在波浪中的水動(dòng)力性能，以及海上風(fēng)機(jī)對(duì)浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響等初步耦合分析，并利用CFD方法能直接模擬三維粘性流場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，分析了海上風(fēng)機(jī)的尾流場(chǎng)，為今后進(jìn)行海上風(fēng)機(jī)整體耦合分析奠定了基礎(chǔ)。本文首先介紹了兩種求解葉片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方法：多重參考系法求解定常流場(chǎng)問(wèn)題和滑移網(wǎng)格法求解非定常流場(chǎng)問(wèn)題，并分別用螺旋槳和美國(guó)國(guó)家可再
5、生能源實(shí)驗(yàn)室NRELPhaseVI風(fēng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)算例對(duì)這兩種方法進(jìn)行了驗(yàn)證，表明了這兩種方法的可靠性。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)海上風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能分析，首先研究了湍流模型、計(jì)算域大小以及不同偏航角等不同參數(shù)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果精確性的影響。然后，針對(duì)國(guó)際能源署（InternationalEnergyAgency，IEA）Task30的OffshoreCodeComparisonCollaborationContinuation（簡(jiǎn)稱(chēng)OC4）PhaseII所用的NREL5MW海上風(fēng)機(jī)，分別用多重參考系法和滑移網(wǎng)I上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論
6、文格法計(jì)算了葉片的氣動(dòng)性能。并且為了研究塔影效應(yīng)，計(jì)算了葉片帶塔架時(shí)的氣動(dòng)性能。最后，針對(duì)海上風(fēng)機(jī)的浮式平臺(tái)，利用小組基于OpenFOAM平臺(tái)開(kāi)發(fā)的naoe-FOAM-SJTU求解器計(jì)算了平臺(tái)在波浪中的受力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。并采用等效的辦法，將風(fēng)機(jī)的影響等效為固定的力和矩施加在平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心上，對(duì)比了此時(shí)平臺(tái)的受力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，分析了自由面的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)以及平臺(tái)的壓力分布的變化情況，研究了風(fēng)機(jī)對(duì)平臺(tái)水動(dòng)力性能的影響。關(guān)鍵詞：海上風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)性能、浮式平臺(tái)、水動(dòng)力、OpenFOAM、naoe-FOAM-SJTUII上海交通
7、大學(xué)碩士學(xué)位論文NUMERICALSIMULATIONANDANALYSISONAERODYNAMICPERFORMANCEOFOFFSHOREWINDTURBINEANDHYDRODYNAMICSOFFLOATINGPLATFORMABSTRACTWithalargenumberofdemandsforenergyinmodernsociety,andincreasingexploitationandconsumptionoftraditionalenergysources,theenergycrisisism
8、oreandmoreapparent.Peoplebegantolookforawayout,sotheysettheirsightsonnewenergyfiled.Windenergy,especiallyoffshorewindenergy，asaclean,renewableenergysources,whichhasbeenfullydevelopedinrec
