以线性阻尼、立方刚度非线性系统为例,对非线性隔振理论进行了初步探讨,获得了系统的无量纲运动响应和传递率,同时将它们与线性问题进行比较,着重讨论了非线性的影响,得到了一些有用的结论。

为了研究半潜式垂直轴浮式风机纵荡运动对风机气动载荷的影响,本文建立了5MW浮式风机、平台、系泊系统全非线性耦合的计算模型,采用流体固体交互方法和重叠网格技术对风浪双激励下平台纵荡运动时的风机气动载荷进行分析,研究了不同速比下纵荡运动对转矩系数、叶片推力系数、能量利用率的变化规律,并与相同速比下陆地垂直轴风机进行比较。结果表明:高速比下平台以较高纵荡均值做高频小幅振荡;回复运动时转矩系数大于正向运动时转矩系数;能量利用率系数在中低速比时大于陆地风机;叶片推力系数和转矩系数变化趋势相同。本文的研究结论对于分析浮式风力机叶片载荷和估算深远海风场年发电量具有理论指导意义。

文章采用多体动力学仿真器FAST,研究5MW OC3 Hywind Spar浮式风机平台非稳态动力响应,计算工况为JONSWAP海浪谱,有义波高6.8 m,谱峰周期10.2 s,流速0.642 m/s,波浪、流和风方向均为0°。研究结果表明在气动载荷影响下,风机运行相比于风机停机时,浮式平台垂荡运动幅值减小,而平台纵荡和纵摇的运动幅度增加到2.1和1.5倍,其他自由度的运动幅度增加到1.2~1.8倍,平台系泊张力响应幅度最大增加到4倍。此外发现相对于风机正常运行情况,风机启动过程中平台的纵荡运动幅值增加19.3%,引起平台大幅度漂移运动,导缆孔张力增加10%。气动载荷主要影响平台6个自由度运动的最值和均值,而对平台系泊张力主要影响其标准差,建议研究浮式风机基础的运动响应及系泊张力应考虑风机运行的气动载荷。

通过开展新型浮式栈桥的运动响应对比分析,提出了一种减小浮桥横摇的方法。文中选取波高为1 m,波浪入射角为90°,波浪周期为2.5、3、4、5、6、7、8 s时7种工况的规则波,应用基于三维势流理论的AQWA软件开展改进型浮式栈桥的数值模拟,通过对时域运动响应幅值RAO分析进行优选,得到在浮箱首尾加舭龙骨为最优减摇改型方案,为连岸多体浮式栈桥运动响应研究提供参考依据。