机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (20): 154-164.doi: 10.3901/JME.2025.20.154
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魏赏赏1, 李智寒1, 高宪花2, 王新1, 刘惠文1, 许昌1
WEI Shangshang1, LI Zhihan1, GAO Xianhua2, WANG Xin1, LIU Huiwen1, XU Chang1
摘要: 漂浮式风力机(Floating offshore wind turbines, FOWTs)受到风浪复杂海洋环境的影响,因此厘清风浪联合下FOWTs运动响应及其尾流演变规律具有重要意义。为此,以立柱式风力机为研究对象,研究了风浪联合下FOWTs纵摇运动响应以及尾流演变规律。结果表明,波浪的非线性特性对机组运动相位具有较大影响,五阶Stokes波下机组较一阶Airy波出现4.75%的相位滞后。并且通过谱分析发现,波浪频率为FOWTs气动力的主要影响频率,其次是风轮自身转动频率,最后为塔筒干涉频率。在尾流方面,波浪的存在加速气动尾流恢复,使得下叶尖涡抬升从而导致尾流中心线上移,尾流空间分布呈现非对称性。相比静水工况,1阶波下7D处轮毂中心速度提升5.86%,9D处轮毂中心速度提升30.29%,且5阶Stokes波下尾流恢复快于1阶Airy波。
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