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新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究
新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究
摘要：随着全球能源危机的加剧，海上风电作为一种新兴的清洁能源，受到了广泛关注。为了提高海上风电的效率和可靠性，一种新型的张力腿平台双模块浮式海上风电结构系统被提出。本研究旨在研究该结构系统的动力响应特性，为其在实际应用中提供理论基础和参考。
1.引言
海上风电作为一种利用海域风能发电的新兴技术，具有巨大的发展潜力。传统的海上风电结构系统主要包括单桩式、托盘式和半潜式等。然而，这些结构存在着各种问题，如稳定性差、装配困难、维护成本高等。针对这些问题，新型的张力腿平台双模块浮式海上风电结构系统被提出。
2.结构系统介绍
新型的张力腿平台双模块浮式海上风电结构系统由上部模块和下部模块组成。上部模块包括风轮组、发电机组和相应的传动系统，下部模块包括船体和张力腿平台。张力腿平台通过张力腿与船体连接，保证风电机组的稳定性。整个结构系统的动力性能与张力腿的工作状态密切相关。
3.结构系统的动力响应分析
为了研究结构系统的动力响应特性，需要进行动力学分析。首先，利用有限元方法建立结构系统的数学模型，并考虑风速和浪高的影响。然后，采用求解线性微分方程的方法，得到结构系统的自然频率和振型。最后，利用数值模拟方法，分析结构系统在不同工作状态下的动力响应。
4.数值模拟结果与讨论
通过数值模拟，得到了结构系统在不同工作状态下的动力响应曲线。分析结果表明，结构系统的自然频率随着张力腿长度的增加而降低，系统的振动幅值随着风速和浪高的增加而增加。同时，比较了不同工作状态下的结构系统的动力响应差异，结果显示，在较大风速和浪高的情况下，张力腿平台可以有效减小结构系统的振动幅值。
5.结论
本研究通过对新型的张力腿平台双模块浮式海上风电结构系统的动力响应进行研究，得到了一系列有关结构系统动力性能的关键参数。研究结果表明，结构系统的动力响应特性与张力腿的工作状态密切相关，张力腿平台可以有效减小结构系统的振动幅值。这对该结构系统在实际应用中的设计和改进具有重要的参考价值。
参考文献：
[1]Li,Y.,Yang,J.,&Xu,D.(2019).Dynamicanalysisofanewtension-legplatformforoffshorewindturbines.AppliedSciences,9(20),4369.
[2]Zhao,Y.Z.,Xiao,J.,&Li,Y.(2020).Hydrodynamicanalysisofanoveltension-legplatformforoffshorewindturbines.OceanEngineering,213,107698.
[3]Zhang,R.,Yang,J.,&Li,Y.(2021).Dynamicperformanceanalysisofanewtension-legplatformforoffshorewindturbinesbasedonsimplifiedmodels.MarineStructures,77,103156.
关键词：张力腿平台；双模块浮式结构；海上风电；动力响应；振动幅值