申请/专利权人：中山大学

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117829028B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/23;G06F30/17;G06F30/25;G06T17/20;G06F111/10;G06F111/04;G06F113/06;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：本申请公开了一种浮式风机动力响应全耦合数值模拟方法、装置及相关设备，包括：将叶片作为变形体，以及将浮式基础、风机塔架作为刚体，采用厚壳FEM对叶片进行建模，并采用六面体单元对其余结构建模得到风机模型；采用集中质量法构建系泊缆绳模型；基于粒子法、系泊缆绳模型以及风机模型确定水动‑结构流固耦合模型；基于CFD方法以及风机模型确定气动‑结构流固耦合模型。本申请通过全耦合的方式，同时考虑气动载荷、水动载荷、系泊约束、叶片弹性以及结构与流场之间的双向流固耦合，并考虑两流场对浮式风机的作用以及两流场对浮式风机载荷的相互影响，能精确模拟浮式风机的运行响应，实现复杂流场中对浮式风机动力响应的高精度模拟。

主权项：1.一种浮式风机动力响应全耦合数值模拟方法，其特征在于，包括：将叶片作为变形体，以及将浮式基础、风机塔架作为刚体，采用厚壳有限元法FEM对叶片进行建模，并采用六面体单元对浮式风机的其余结构进行建模，得到风机模型，所述叶片通过所述风机塔架架设于所述浮式基础之上；采用集中质量法构建系泊缆绳模型，所述系泊缆绳用于连接所述浮式基础和沉入海底多个预设位置的锚；基于粒子法、所述系泊缆绳模型以及所述风机模型，确定水动-结构流固耦合模型；基于大涡模拟的计算流体动力学CFD方法以及所述风机模型，确定气动-结构流固耦合模型；基于全耦合方法，确定气动流场和水动流场同时作用于浮式风机时浮式风机的运动响应；所述粒子法为移动粒子半隐式方法MPS，基于粒子法、所述系泊缆绳模型以及所述风机模型，确定水动-结构流固耦合模型的过程，包括：基于MPS、所述系泊缆绳模型以及所述风机模型，获取所述浮式基础在大地坐标系下的第一载荷；通过转换矩阵将所述第一载荷转换为随着所述浮式基础移动的随体坐标系下的第二载荷；基于所述第二载荷，确定水动力对所述浮式基础、所述系泊缆绳的响应，得到水动-结构流固耦合模型；其中，所述水动-结构流固耦合模型的边界模型采用基于积分形式的MPS的格子边界模型；基于大涡模拟的计算流体动力学CFD方法以及所述风机模型，确定气动-结构流固耦合模型的过程，包括：基于大涡模拟的CFD方法以及所述风机模型，求解纳维-斯托克斯N-S方程，确定空气流场及叶片的结构变形，得到气动-结构流固耦合模型；使用网格重叠法处理叶片转动时涉及的空气流场边界问题，得到气动-结构流固耦合模型的边界模型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中山大学 浮式风机动力响应全耦合数值模拟方法、装置及相关设备

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