漂浮式海洋能裝置耦合運(yùn)動軟件研究.pdf

1、隨著海洋能的開發(fā)與利用逐漸由近海向深海邁進(jìn)，漂浮式海洋能裝置的應(yīng)用將更加廣泛。海洋能裝置載體平臺上的載荷形式與傳統(tǒng)海洋工程平臺有較大的不同，針對漂浮式海洋能裝置的耦合運(yùn)動進(jìn)行分析并開發(fā)形成耦合運(yùn)動分析軟件，對于海洋能裝置的設(shè)計與分析具有重要意義。
　　本文首先回顧了哈爾濱工程大學(xué)海洋可再生能源研究所針對漂浮式海洋能裝置的研究歷程，總結(jié)了漂浮式海洋能裝置耦合運(yùn)動的研究方法和經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上提出了耦合運(yùn)動軟件的研究與設(shè)計。在載體平臺運(yùn)

2、動分析中，針對簡單形式的海洋能裝置載體平臺的運(yùn)動和載荷進(jìn)行分析，基于勢流理論推導(dǎo)了基本方程，研究了載體平臺頻域水動力系數(shù)及波浪載荷，基于發(fā)展的程序，給出了載體平臺附加質(zhì)量系數(shù)和阻尼系數(shù)的計算結(jié)果，并與文獻(xiàn)進(jìn)行了對比。載體平臺時域運(yùn)動計算采用間接時域法基本原理，將頻域水動力系數(shù)轉(zhuǎn)換為時域水動力系數(shù)，然后對時域運(yùn)動方程進(jìn)行數(shù)值求解?；诎l(fā)展的水動力系數(shù)轉(zhuǎn)換程序和時域運(yùn)動計算程序，研究了簡單模型的運(yùn)動，并將計算結(jié)果與AQWA軟件的計算結(jié)果進(jìn)行

3、了對比驗證。在海洋能裝置系纜系統(tǒng)分析中，選擇錨鏈為研究對象，靜力分析采用了懸鏈線方程，動力分析使用全矢量形式重新推導(dǎo)了三維集中質(zhì)量法的基本原理，生成了錨鏈靜態(tài)計算程序和動態(tài)計算程序。靜態(tài)計算程序和動態(tài)計算程序都通過實際模型的計算，與并與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。在海洋能裝置耦合運(yùn)動分析和計算中，使用耦合計算程序針對不同的海洋能平臺及其系纜系統(tǒng)進(jìn)行了耦合運(yùn)動分析，給出了載體平臺的運(yùn)動響應(yīng)以及系纜系統(tǒng)受力情況的分析。
　　本文的核心是耦

4、合運(yùn)動分析軟件設(shè)計，闡述了軟件設(shè)計涉及到的方法和工具，進(jìn)行了軟件的概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，生成了對用戶友好的圖形用戶界面。軟件的數(shù)值計算模塊采用了C++程序設(shè)計語言，使用了Eigen和Boost程序庫。軟件的圖形用戶界面采用C＃程序設(shè)計語言和WPF生成，具有3D圖形顯示功能，具有計算數(shù)據(jù)實時更新功能。軟件的計算分析模塊和圖形用戶界面分屬不同進(jìn)程，采用 socket編程進(jìn)行進(jìn)程間通信。最后針對不同算例，對軟件功能進(jìn)行了測試?？偨Y(jié)了現(xiàn)有軟件各個