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单柱式浮式风机动力性能机理和响应特性的模型试验与数值模拟研究

摘要第3-5页
abstract第5-6页
第1章 绪论第12-31页
    1.1 课题研究的背景和意义第12-15页
    1.2 国内外研究现状第15-26页
        1.2.1 海上浮式风机的安装与运行第15-20页
        1.2.2 海上浮式风机数值计算研究进展第20-22页
        1.2.3 模型试验研究进展第22-25页
        1.2.4 我国浮式风机研究进展第25-26页
    1.3 本文的主要研究工作第26-30页
    1.4 本文的主要创新点第30-31页
第2章 浮式风机动力学模型的建立第31-67页
    2.1 引言第31页
    2.2 坐标系的建立第31-32页
    2.3 运动学关系第32-37页
    2.4 动力学方程的建立第37-38页
    2.5 浮式风机载荷计算第38-64页
        2.5.1 气动载荷第39-51页
        2.5.2 水动力载荷第51-60页
        2.5.3 系泊载荷第60-64页
    2.6 浮式风机的非线性时域计算第64-66页
    2.7 本章小结第66-67页
第3章 单柱式浮式风机模型试验技术及动力响应特性分析第67-101页
    3.1 引言第67-69页
    3.2 浮式风机模型试验技术第69-85页
        3.2.1 动力相似准则考虑第69-71页
        3.2.2 叶轮旋转控制技术第71-74页
        3.2.3 叶片制作技术第74-76页
        3.2.4 开放水池空间条件下风场模拟技术第76-80页
        3.2.5 风机塔架弹性体模拟技术第80-82页
        3.2.6 质量控制技术第82-85页
    3.3 锚泊系统模型第85-87页
    3.4 传感器布置及说明第87-88页
    3.5 验证试验结果及分析第88-89页
        3.5.1 锚泊系统水平刚度测试第88-89页
        3.5.2 静水自由衰减测试第89页
    3.6 水池试验工况描述第89-90页
    3.7 浮式风机动力响应特性第90-100页
        3.7.1 叶轮旋转效应对首摇运动的影响第90-91页
        3.7.2 纵荡、纵摇和垂荡之间的耦合作用第91-94页
        3.7.3 风载荷对运动的抑制作用第94-95页
        3.7.4 塔架顶部弯矩的响应特征第95-97页
        3.7.5 轴向推力和塔架顶部剪力的特征第97-98页
        3.7.6 锚泊系统响应特征第98-100页
    3.8 本章小结第100-101页
第4章 单柱式浮式风机基于试验方法的VIM特性分析第101-126页
    4.1 引言第101-102页
    4.2 试验概述第102-103页
    4.3 固有频率的确定第103页
    4.4 VIM下的运动特征第103-112页
        4.4.1 VIM下纵荡和横荡轨迹第104页
        4.4.2 泻涡频率的确定第104-106页
        4.4.3 锁定现象第106-108页
        4.4.4 不同流速下纵荡和横荡响应特征第108-110页
        4.4.5 不同流速下其他运动的响应特征第110-112页
    4.5 VIM下的锚泊系统响应特征第112-114页
    4.6 VIM下风机载荷响应特征第114-116页
    4.7 风浪载荷对于VIM的影响第116-124页
        4.7.1 对于CF响应的抑制作用第117-119页
        4.7.2 对于IL响应的影响第119-122页
        4.7.3 对于首摇及首摇相关响应的影响第122-124页
    4.8 本章小结第124-126页
第5章 基于试验方法的两套叶轮系统下动力性能之比较第126-149页
    5.1 引言第126-127页
    5.2 试验概述第127-129页
    5.3 模型描述第129-132页
    5.4 验证试验结果及分析第132-133页
        5.4.1 风机岸上参数测试第132-133页
        5.4.2 静水自由衰减试验第133页
    5.5 水池试验结果及讨论第133-146页
        5.5.1 旋转效应对于首摇运动的影响第134-135页
        5.5.2 纵荡、纵摇和垂荡的耦合作用第135-138页
        5.5.3 空气载荷对于运动的影响第138-139页
        5.5.4 塔架顶部弯矩的动力学特征第139-141页
        5.5.5 轴向推力和塔架顶部剪力的响应特征第141-144页
        5.5.6 锚泊系统响应特征第144-146页
    5.6 本章小结第146-149页
第6章 数值模型的建立与仿真程序/软件的验证第149-184页
    6.1 引言第149-150页
    6.2 数值和试验的坐标轴统一第150-152页
    6.3 模型描述及建立第152-162页
        6.3.1 风力机第152-154页
        6.3.2 塔架第154-156页
        6.3.3 浮体第156-161页
        6.3.4 锚泊系统第161-162页
    6.4 模型校正第162-173页
        6.4.1 风力机空气力学性能第162-165页
        6.4.2 塔架固有频率及振型第165-167页
        6.4.3 锚泊系统水平回复刚度第167-169页
        6.4.4 自由衰减第169-173页
    6.5 模型验证第173-182页
        6.5.1 单独风作用第173-175页
        6.5.2 风+规则波联合作用第175-177页
        6.5.3 单独不规则波作用第177-179页
        6.5.4 风+不规则波联合作用第179-182页
    6.6 本章小结第182-184页
第7章 总结与展望第184-188页
    7.1 全文小结第184-186页
    7.2 研究展望第186-188页
参考文献第188-196页
致谢第196-198页
攻读博士学位期间发表的学术论文第198-200页

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