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随着当今世界石化能源的急剧消耗,环境污染也愈加严重,发展清洁无污染的可再生能源迫在眉睫。可再生能源的发展能对推动能源结构转型、减小环境污染以及促进社会经济的健康可持续发展具有十分重要的意义。世界各国政府纷纷出台政策以推动可再生能源的发展。中国政府颁布的《可再生能源十三五发展规划》中指出,到2020年,中国可再生能源装机发电总量将达到1.9万亿千瓦时,占全部发展总量的27%。风能作为可再生能源的重要组成部分,风力发电量占将占总发电量的6%。风能主要分为海上风能和陆上风能,海上风能又分为近海风能和深海风能。我国是一个海洋大国,拥有极其广阔的领海。大力发展深海风能,将我国广阔的海洋国土以及丰富的风资源进行有效的结合,能够极大的缓解我国能源分布格局与能源需求不匹配之间的问题,对于我国能源结构的调整具有十分重要的意义。因此,深海浮式风机将成为我国海上风电发展的重要方向。本文针对V型半潜浮式风机,开展风浪联合作用下的浮式风机耦合动力响应分析,对安全、高效、经济的开发我国深海风能,缓解能源短缺问题具有重要的战略意义。本文主要研究内容如下:(1)V型半潜浮式平台的频域水动力分析。参考V型半潜浮式风机的概念设计,在WAFDUT中建立该平台的水动力数值模型。计算平台的附加质量、辐射阻尼以及一阶波浪力传递函数,揭示结构的几何形状对平台水动力性能的影响;计算V型半潜浮式平台的响应幅值算子(RAO),揭示结构抵抗波浪荷载的运动能力。(2)V型半潜浮式风机在风浪联合作用下的运动响应分析。在FAST中建立V型半潜浮式风机的耦合数值模型,水动力荷载采用一阶势流理论理论与莫里森方程相结合的方法,利用高阶边界元法计算浮式平台所受的一阶波浪荷载。开展V型半潜浮式平台在六自由度方向的自由衰减模拟,计算浮式平台在六自由度运动方向的固有频率;针对我国南海海况,开展V型半潜浮式风机在风浪联合作用下的数值模拟,计算不同工况下V型半潜浮式风机支撑结构、风机以及塔筒等的运动响应。(3)V型半潜浮式风机在风浪联合作用下的动力特性分析。开展典型荷载如锚泊系统荷载、塔基受力等的时域以及频域特性研究,探究不同风浪环境条件下典型荷载动力响应的影响因素,并对浮式风机结构安全性能进行评价。