在浮動平臺里,實際上很大一部分的質(zhì)量來自于里面注入的海水,用來保持整個平臺的穩(wěn)定性,注水的質(zhì)量占到整個系統(tǒng)的80%以上。那么在模擬注水的情況下,我們也是通過參數(shù)的設(shè)置,也可以實現(xiàn)這個模擬。
接下來就是纜繩的系統(tǒng)。我們采取的這樣的建模方式是一個非線性的建模,具體的情況就像左下角這個圖形一樣,唯一能夠控制纜繩張力的變量就是disctance,就是從海底固定的點到海底投影這個點的距離。在模擬的時候,實際上模擬的是豎直方向和水平方向兩個張力來給平臺提供約束力。在建模的時候,由于我們采用梁單元,導纜孔采用額外的單元,這個單元假設(shè)它僅僅傳遞力的作用,左邊這個圖是我們非線性纜繩模型的一些位移和力的關(guān)系。
對于力是如何加載的話?我們這里采用的是morison方程,這個方程對于海攻建模是非常普遍的,對于固定支撐平臺可以求出橫向的水動力,但了對于像我們這個浮動的支撐平臺,它不但要考慮橫向的水動力,由于下面直徑很大,水對它的阻力和作用力也是必須要考慮的,所以在這個方向也要需要用morison分析它在豎直方向的水動力。這是結(jié)果的比較,可以看到圖中藍線就是沒有加載豎直方向加載水動力的情況,橫向是加載水動力的情況。主要表現(xiàn)在對豎直方向運動的振幅對頻率的影響。加載水動力之后,整個平臺在豎直方向的為止表現(xiàn)衰減速度快一些,然后振幅要小一些。這個就是我們項目組成員所有結(jié)果的比較。這個結(jié)果還是比較一致的,對于靜水和無風的狀況。這是導纜孔受力結(jié)果的對比,大體上也是比較一致的。
這個工況主要用來校對模型的一些正確性,接下來就是把波浪的工況加進去,這個工況是一個線性的Airy的模型,在這個工況作用下,對比的結(jié)果出現(xiàn)了兩個不一樣的情況。第一個就是應(yīng)用morison方程這樣的結(jié)果,其他的是用順流理論(音譯)進行建模的結(jié)果。之所以呈現(xiàn)整體的平均的漂移是因為?對于我們來講,我們在建模的時候,采用的是disctance的手段,就是說在一般用morison方程的時候,只能把作用力加載在海平面上,我們希望它把作用力加載在波浪自由端上,我們就要用把海底到海面的高度拉伸到自由度的高度,這樣對整個系統(tǒng)會產(chǎn)生一個額外的影響。
這個也是在有波浪和洋流作用下(音譯)也是出現(xiàn)了一個平均漂移的情況。這個工況就是不規(guī)則的波浪的工況。我們可以看到在采用morison的結(jié)果,主要是低頻的成分,響應(yīng)比較大,因為低頻成分主要來源于平臺的響應(yīng),在中頻波浪的頻率下,都是一樣的。這是50年極端波浪的工況,同樣也是在低頻部分,就是平臺運動的響應(yīng)是非常大的。
最后一個就是波浪和風共同作用下的工況,這兩個圖之所以有差距是相位的差距,來源于風輪初始方位角的不同。從受力來看,這個結(jié)果還是一樣的。也就是說仿真軟件對于風況的加載來說,還是比較一致的。同樣差距就來源于對于波浪的加載,那么也是同樣的情況,在morison方程結(jié)果出現(xiàn)了平均的位移,加載風的情況下這種情況還是存在的。這個是湍流風和波浪共同作用下的結(jié)果在夜間位移情況大致是一樣的,不同點也是來自于平臺的運動,同樣在低頻處出現(xiàn)了比較大的響應(yīng)。
我總結(jié)一下,這個項目其實它的目的就是以下這么幾點,第一個就是改進海上風電,包括平臺的設(shè)計,第二個就是把大家不同仿真平臺的結(jié)果對比之后,用來檢驗仿真軟件的可靠性和準備性,進而可以促進新的模型和軟件的開發(fā),這就是整個項目的目的。
OC4課題已經(jīng)接近尾聲了,下一次是OC5課題,因為OC3,OC4都是仿真軟件的對比結(jié)果,在OC5課題想加入實測的數(shù)據(jù)進行進一步的分析。其實IEA下面有很多的TASK,我僅僅列舉了一些,希望國內(nèi)感興趣的通行,可以參與到國際合作的研究項目中去,謝謝大家。
主持人:下面是提問。我先提一個問題,如果海況有冰震怎么處理?