非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究

作     者：刘英芳 黎国彦 李志雨 李焱 LIU Yingfang;LI Guoyan;LI Zhiyu;LI Yan

作者机构：中国海洋工程装备技术发展有限公司上海200011 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300072 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室天津300072 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2025年第43卷第3期

页      面：16-26页

核心收录：

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2023YFB4203301) 国家自然科学基金项目(52471298) 天津市企业科技特派员项目(23YDTPJC00080) 

主　　题：15 MW半潜型浮式风机 非线性波浪载荷 瞬时湿表面 基础运动响应 

摘      要：浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机模型,基于三维势流理论和直接时域积分法,分别在额定作业和极端生存海况下,对比线性波浪载荷和非线性波浪载荷对基础运动响应的影响。结果表明,非线性波浪载荷会显著增大浮式基础的低频响应,并激发其在固有频率下的运动。纵荡和纵摇对非线性波浪载荷更为敏感,而垂荡所受影响最小。环境参数主要影响运动响应在不同频率下的能量占比。