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.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源需求的不斷增加和傳統(tǒng)能源的日益開采消耗，能源危機(jī)越來(lái)越凸顯。人們開始尋找出路，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，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)（CFD）的開源軟件平臺(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

2、、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)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室NREL Phase VI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。

3、
　　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（IEA）Task30的Offshore Code Comparison Collaboration Continuation（簡(jiǎn)稱OC4） Phase II所用的NREL5MW海上風(fēng)機(jī)，分別用多重參考系法和滑移網(wǎng)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)