浮式的案例
基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運動響應分析（上）
表3為該浮式防波堤系泊設計下浮體錨纜鏈L1～L6所對應的坐標。
【數值仿真】海上浮式風力機動力響應分析與數值仿真關鍵技術研究
本文的研究成果可以有效解決實際工程項目中浮式風力機數值模型建立的難點,對促進我國風電產業技術發展,加速我國海上風電商業化進程具有重要意義。
浮式風力機數值模型建立方法
目前,對于風力機氣動載荷的計算大多采用葉素-動量理論,盡管該方法無法給出葉片翼型附近的流場信息,但是,其計算簡便效率高,廣泛應用于浮式風力機工程計算。水動力載荷的分析則主要基于三維勢流理論,采用海洋工程領域常用的水動力分析軟件求解浮體水動力系數,進而進行時域水動力分析。由于三維勢流理論無法考慮浮體的黏性效應,軟件采用Morison方程的拖曳項模擬浮式風力機的黏性阻尼。
浮式風力機系統結構形式復雜,既包括了葉片、塔柱和傳動軸等柔性構件,又包括了機艙和浮式基礎等剛性結構。因此,不同數值仿真軟件對于浮式風力機系統結構動力學模型的建立區別較大。目前,對于浮式風力機整體結構采用的建模方法主要有多體方法和有限元方法,對于葉片和塔柱等彈性體動力響應的求解則主要采用模態法和有限元方法。
海上浮式風力機數值仿真模型建立
本文以某浮式風力機工程項目為例,針對海上浮式風力機工程樣機在數值仿真過程中的關鍵技術進行研究。浮式風力機系統的結構形式如圖1所示,整個系統上部設置7.25MW風力發電機,底部采用四立柱半潛型浮式基礎。系泊系統的布置情況如圖2所示,在每個邊立柱的底部設置3根系泊錨鏈,采用3×3的懸鏈線式系泊。
圖1 浮式風力機結構示意圖
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圖2 浮式風力機系泊系統布置圖
水動力模型的建立
在AQWA中建立浮式基礎的水動力模型如圖3所示。基于三維勢流理論計算浮式基礎的水動力系數,包括靜水恢復力系數、附加質量和阻尼系數以及一階和二階波浪載荷傳遞函數,其中0°入射方向下一階波浪載荷傳遞函數的計算結果如圖4所示。
展開 學術論文|面向深遠海的新型海上風力機浮式平臺水動力性能研究
在結合現有浮式風機平臺方案優點的基礎上，建立面向深遠海浮式風力機平臺的流程化設計方法并研發新型浮式風機平臺方案，對于未來深遠海風能具有重要的理論意義和工程應用價值。
鑒于此，本文基于初穩性設計原理并借鑒半潛式與單柱式浮式平臺的結構特點，設計了一種大吃水、小水線面積、具有傾斜側柱的新型浮式平臺，根據穩性與設計要求改變結構主尺度與調整質量分布從而對平臺初始參數進行迭代優化。
圖1 新型浮式平臺結構圖
02
新型浮式平臺設計方案
提高浮式平臺穩性有2種辦法：降低重心與增大慣性矩。當前主流的浮式平臺亦是基于這 2 種辦法設計的，例如單柱式平臺通過增大吃水深度從而降低重心，半潛式平臺通過多立柱設計從而增大慣性矩。
然而，上述2類方案均存在其弊端。例如，一味降低重心勢必會增加適用水深與制造成本，導致浮式平臺適用性的降低；而一味增大側柱間距或直徑雖可增大慣性矩，但將導致支撐結構的應力增大，且平臺排水體積增加導致垂蕩共振易于發生。故本文提出，新平臺方案采取將側柱由中間向外傾斜，使得側柱向外傾斜一定角度，保證具有足夠的慣性半徑從而顯著增大慣性矩。在此設計思想的基礎上進行新平臺尺寸參數優化，該流程如圖2所示。
展開 中國海裝海上浮式項目獲工信部立項 賦能深遠海風電探索
日前，國家工業和信息化部公示了2018年高技術船舶擬立項科研項目，中國海裝申報的“海上浮式風電裝備研制”項目成功立項。
高技術船舶科研項目評選由工業和信息化部（高技術船舶司）組織，旨在貫徹落實《中國制造2025》，推進戰略新興海工裝備工程實施，提升我國高端裝備研發設計水平。
中國海裝此次獲立項的“海上浮式風電裝備研制”項目，擬通過開展海上浮式風電裝備總體設計、系泊系統設計、制造與調試等關鍵共性技術研究，完成大功率海上浮式風電裝備研制，并實現海上浮式風電裝備的工程示范應用。
隨著國家的重視和產業的逐步成熟，國內海上風電正呈現加速發展的趨勢。中國海裝“海上浮式風電裝備研制”項目的實施，將填補國內目前在大功率海上浮式風電裝備一體化設計及應用驗證方面的空白，為我國遠海風電規模化發展提供必要技術支撐，對實現海上風電裝備制造業自主創新與產業升級具有重要的意義。
中國海裝作為國家唯一的海上風力發電工程技術研究中心依托單位，肩負著風電產業國家隊的使命。經過多年潛心發展，中國海裝已在近海領域積累了引領行業的技術和經驗，而海上浮式風電裝備項目研發，將助力中國海裝進軍深遠海領域，為推動國家能源結構戰略轉型做出新的貢獻。
展開 
【iSolver案例分享47】海洋浮式基礎受水平風浪荷載
【iSolver案例分享47】海洋浮式基礎受水平風浪荷載
1. 模型背景
浮式基礎在深海中應用廣泛(見下圖)，例如被用做深海石油和天然氣的開采平臺。近幾年，海上浮式平臺被用作風機基礎也越來越多，對浮式平臺的力學性能研究也愈發顯得重要。海洋浮式平臺的建筑材料主要為鋼材，本案例研究其在風浪水平荷載下的力學行為。
海洋浮式基礎(floating foundation)
2. 建模
該模型為3維模型，材料的為鋼材，楊氏模量為215Gpa,泊松比為0.28。平臺上部為1個20m×20m的承臺，平臺通高為12m,底部為4個5m×5m的基座。
模型的網格劃分
模型底部被錨鏈固定， 水平方向受50kPa的均布風浪荷載
3. 結果對比
1) 應力
米塞斯應力
iSolver結果：
應力分布
Abaqus結果：
應力分布
2) 總應變
iSolver結果：
Abaqus結果：
3) 位移
iSolver結果：
Abaqus結果：
4） 支座反力
iSolver結果：
Abaqus結果：
4. iSolver中動畫如下
5. iSolver免費下載
iSolver為免費軟件，且無license限制，最新版免費下載地址如下：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351
6.
展開 【CFD數值模擬算例】水面浮體（浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應數值模擬
1、模型建立
幾何模型: 根據浮式風電塔的實際形狀和尺寸，建立其三維幾何模型。
物理模型: 描述波浪、浮體和流體（水）之間的相互作用。這需要考慮流體力學、彈性力學和動力學。
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術，模擬實際海洋環境中的波浪。
調整波浪參數，如波高、波長、周期等，以匹配實際條件。
3、流固耦合分析
設置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動網格技術，以適應浮體的運動。
應用合適的數值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動力響應計算
求解浮體的運動方程，得到其位置、速度和加速度隨時間的變化。
分析浮體的動力響應，包括振幅、頻率和響應譜等。
5、結果可視化與驗證
使用可視化工具，展示浮體的運動軌跡、波浪形態和流體動力變化。
通過與實驗數據或其他可靠來源的對比，驗證模擬結果的準確性。
6、參數化與優化
改變浮體的幾何參數、材料屬性或運行條件，觀察其對動力響應的影響。
基于數值模擬結果，提出浮式風電塔設計的優化建議。
7、模擬報告與文檔
編寫詳細的模擬報告，記錄模型設置、方法、結果和結論。
整理相關的文檔和腳本，確保模擬過程可重復和可追溯。
通過這些步驟，可以對水面浮體（如浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應進行詳細的數值模擬，以支持工程設計和決策。
文章內容轉自：“云數仿真”公眾號
展開 SWT海上風力發電機建模分析_論文精讀
第一個期刊論文采用風機正向設計軟件SWT對海上張力腿浮式風機整體結構進行了模態分析，得到浮式風機整體結構的動態特性。由分析結果可知，浮式基礎的振動對上部塔架有連帶作用；浮式基礎低階振型主要表現為橫蕩、縱蕩、首搖、縱搖、橫搖和垂蕩，高階振型表現為振蕩、搖動和部件振動的復合；浮式風機自振頻率和主要海浪譜頻率以及風機葉片旋轉頻率不產生共振。
第二個為碩士論文，利用專門用于風機設計的軟件 SWT(SAMCEF for Wind Turbine)，建立了三種浮式風機的模型，支撐平臺為張力腿、Spar 和駁船，對三種平臺在三種水深（200
米、300 米和 400 米）、南海海況下進行了動力響應分析和對比。同時研究了風浪載荷、波浪入射角以及波浪周期對平臺運動的影響。得到若干結論，如：1）張力腿和 Spar 平臺平衡位置隨水深的增加而上升，而駁船平臺平衡位置隨水深增加而下降；張力腿和 Spar 平臺系泊纜預張力隨水深的增加而減小，而駁船平臺預張力隨水深增加而增大，系泊纜預張力垂向分量的增量等于平臺排水重量的增量。2）三種浮式風機在一年一遇工況下平臺的運動比 100 年一遇（停機）工況下小，說明波浪載荷對三種平臺運動的影響較大；三種浮式風機的位移、偏轉角、平臺應力和系泊纜張力都在允許范圍之內，浮式風機能安全地進行工作。3）在風速一定的條件下，波高越大，平臺的運動一般也越大；波高一定時，在浮式風機正常工作的風速范圍內，風速增大對平臺運動的影響不是很大。對于深水浮式風機而言，波浪載荷在載荷組合中起主導作用。
展開 海工市場：韓PK中新，勝算幾何？
其中，成交浮式生產平臺訂單9艘（座），金額合計34億美元，占全球海工裝備成交總金額的64%。
隨著市場需求持續聚焦于浮式生產平臺領域，原本以自升式鉆井平臺為主的中國和新加坡企業加大對浮式生產平臺訂單的爭搶力度，聯合工程設計企業廣泛參與項目招標，并憑借成本和價格優勢獲得了市場上的大部分訂單。上半年，中國企業累計承接4艘（座）生產平臺訂單、15艘海工船訂單，接單金額達24億美元，同比增長44%，市場份額為45%，位居全球榜首；新加坡企業累計接單17億美元，遠高于2017年同期，全球占比為31%。而韓國企業上半年僅承接1艘浮式浮式液化天然氣（LNG）生產裝備和1艘浮式液化天然氣存儲及再氣化船（LNG-FSRU）訂單，合計金額約7億美元，接單金額同比大幅下滑，市場份額僅為14%，被中國和新加坡企業遠遠甩在身后。
“在油價下滑之前，也就是本輪海工市場危機爆發之前，韓國的市場份額基本維持在30%左右，中國和新加坡份額分別約為33%和15%。但是隨著市場行情急轉直下，韓國具備優勢的浮式鉆井平臺和浮式生產平臺訂單嚴重萎縮，導致其市場份額在2015年、2016年滑落至12%和8%。”中國船舶工業經濟與市場研究中心市場分析師劉二森告訴記者，2017年，由于油價整體回升，浮式生產平臺市場逐步活躍，之前被低油價“鉗制”的浮式生產平臺訂單開始釋放，韓國船企攬入部分大型項目訂單，當年市場份額一度高達55%，遠超中國和新加坡企業。然而，隨著中國和新加坡加大對浮式生產平臺訂單的爭搶力度，韓國市場份額逐步受到“侵蝕”，今年上半年接單量再次大幅萎縮。
展開 典型海工開發模式及其特點（2）
平臺的主體是一個大直徑、大吃水的具有規則外形的浮式柱狀結構，它由柱與梁板構成，柱體內部可以儲油，它的大吃水形成對立管的良好保護，同時其運動響應對水深變化不敏感，更適宜于在深達3000m深水海域應用。Spar 兼具了張力腿平臺和浮(船)式生產儲運裝置的特點，優越性顯著。
samcef SWT 風力發電論文幾篇
（1）
基于TLP原理的海上風機
對基于TLP原理的海上風機浮式基礎進行了概念設計。通過對不同平臺型式的特點分析，選定了TLP平臺基礎型式；初步確定了浮式基礎的主尺度。對海上張力腿浮式風機整體結構進行了動力響應研究。對基于TLP原理的海上風機浮式基礎進行了水動力性能研究及結構設計，進行了波浪載荷預報。此外，還進行了總體強度分析。設計了海上張力腿浮式風機縮尺比試驗模型，進行了試驗方案設計。
（2）
隨機風速下風電齒輪傳動系統的動態特性分析
基于samcef windturbine的虛擬樣機技術和有限元分析方法，對齒輪系統的動態特性進行分析，在驗證仿真模型正確的基礎上，得到系統的輪齒間動態嚙合力和動態軸承力。對結果分析表明，軸承力受外載荷影響的作用明顯，隨載荷的變化具有相同的變化趨勢，兩級行星輪系所受力矩大于平行軸傳動，在系統運行時更容易發生失效現象。
在滿足系統正常運轉及疲勞強度的條件下，根據系統可靠性定義，設計齒輪系統的可靠模型，以基本設計參數為變量，對風力發電機齒輪系統的兩級行星輪系做優化設計。
（3）
風機關鍵部件的多體動力學分析
文章首先依據3MW風力發電機組相關參數，對風力發電機組的不同部件采用不同的建模方式，在實體模型的基礎上進行風機關鍵部分的超單元建模，超單元法在風力發電機組中的應用大大縮減了模型的自由度，對機艙底盤和輪轂主軸的超單元模型與有限元的模型模態的進行對比。
搭建整機模型，根據IEC標準進行了風模型創建，工況設計，載荷計算及后處理。在瞬態分析中做了三方面研究：控制器性能檢測研究，風速對載荷的影響研究及自動譜分析。
百度鏈接：http://pan.baidu.com/s/1sjkiyux
展開 汽車驅動橋知識.
所以，半軸分為全浮式、半浮式、3/4浮式三種型式。
1）全浮式半軸
一般大、中型汽車均采用全浮式結構。 半軸的內端用花鍵與差速器的半軸齒輪相連接，半軸的外端鍛出凸緣，用螺栓和輪轂連接。輪轂通過兩個相距較遠的圓錐滾子軸承支承在半軸套管上。半軸套管與后橋殼壓配成一體，組成驅動橋殼。用這樣的支承形式，半軸與橋殼沒有直接聯系，使半軸只承受驅動扭矩而不承受任何彎矩，這種半軸稱為“全浮式”半軸。所謂“浮”意即半軸不受彎曲載荷。
全浮式半軸，外端為凸緣盤與軸制成一體。但也有一些載重汽車把凸緣制成單獨零件，并借花鍵套合在半軸外端。因而，半軸的兩端都是花鍵，可以換頭使用。
2）半浮式半軸
半浮式半軸的內端與全浮式的一樣，不承受彎扭。其外端通過一個軸承直接支承在半軸外殼的內側。這種支承方式將使半軸外端承受彎矩。因此，這種半袖除傳遞扭矩外，還局部地承受彎矩，故稱為半浮式半軸。這種結構型式主要用于小客車。
圖示為紅旗牌CA7560型高級轎車的驅動橋。其半軸內端不受彎矩，而外端卻要承受全部彎矩，所以稱為半浮式支承。
3）3/4浮式半軸
3/4浮式半軸是受彎矩的程度介于半浮式和全浮式之間。此式半軸目前應用不多，只在個別小臥車上應用，如華沙M20型汽車。
橋殼
1） 整體式橋殼
整體式橋殼因強度和剛度性能好，便于主減速器的安裝、調整和維修，而得到廣泛應用。整體式橋殼因制造方法不同，可分為整體鑄造式、中段鑄造壓入鋼管式和鋼板沖壓焊接式等。
2） 分段式驅動橋殼
分段式橋殼一般分為兩段，由螺栓將兩段連成一體。分段式橋殼比較易于鑄造和加工。
展開 
海洋油氣田開發設施的類型及特點
9 浮式生產系統（FPSO）
浮式生產儲油卸油系統（FPSO）由錨系到海底的大型油輪型駁船構成。FPSO 通常與井口平臺或海底采油系統組成一個完整的采油、原油處理、儲油和卸油系統。其作業原理是：通過海底輸油管線接受從海底油井中采出的原油，并在船上進行處理，然后儲存在貨油艙內，最后通過卸油系統輸往穿梭油船。FPSO適用水深范圍非常廣泛，水深可以是十幾米到3000m。其特點是儲油能力大，大大降低了運輸成本，具有移動性可在不同的海域重復使用，另外可利用過剩油輪改造，降低制造成本。缺點受海洋環境影響較大，在風、浪作用下其生產的穩定性受到影響，在風、浪超過設計指標時不能進行生產和卸油。
展開 典型海工開發模式及其特點（1）
順應式平臺與導管架平臺相比可用于稍深處，但與各種浮式生產系統相比，其經濟性還是沒有優勢。
110噸~MMG交付全球最大船舶螺旋槳
當地時間9月16日，Hamburger Hafen undLogistik AG(HHLA)公司采用200噸“HHLA IV”浮式起重機，將一個船舶螺旋槳在漢堡港裝船運往韓國釜山，用于配套大宇造船為地中海航運建造的系列11艘新造23000TEU集裝箱船中的首艘船，這也是全球最大的集裝箱船。
據悉，這臺巨大的螺旋槳重110噸、直徑10.5米，是目前全球最大的船舶螺旋槳。由HHLA的長期客戶Mecklenburger Metallguss GmbH (MMG)公司建造，將由長300米的5000TEU集裝箱船“Hyundai Supreme”號運往韓國，這是HHLA浮式起重機吊運的最大船舶螺旋槳。
德國MMG公司是領先的船舶螺旋槳制造商，每年都在德國漢堡港裝船大約100臺螺旋槳，運往全球各地的船廠。由于這些螺旋槳通常是用于集裝箱船，而集裝箱起重機又無法吊運這么大型的物件，因此常常采用“HHLA III”或“HHLA IV”浮式起重機在漢堡港口裝船。
展開 世界海洋工程發展史簡介
近海工程（offshore engineering）又稱離岸工程，主要是在大陸架較淺水域的海上平臺、人工島等的建設工程，和在大陸架較深水域的建設工程，如浮船式平臺、移動式半潛平臺（mobile semi-submersible unit）、自升式平臺（self-elevating unit）、石油和天然氣勘探開采平臺、浮式貯油庫、浮式煉油廠等項建設工程。
深海工程（deep-water offshore engineering）：包括無人深潛的潛水器和搖控的海底采礦設施等建設工程。
二、世界海洋工程發展史
海洋油氣勘探開發經歷了由淺水到深水、由簡易到復雜的發展過程。分為以下階段。
1、萌芽期
海洋工程發展的初始階段，主要采用土木工程技術建造木結構平臺和人工島，只能在近岸的海邊和內湖開發石油資源，作業水深低于10米。
1887年，美國在加利福尼亞海岸，為開發由陸地延伸至海里的Summerland油田，美國人威廉姆斯從防波堤向海里搭建了一座762米長的木質棧橋，把鉆機放在上面打井，在數米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井，拉開了海洋石油勘探的序幕。由于棧橋與陸地相連，物資供應就方便多了。另外，鉆機在棧橋上可以隨意浮動，從而在一個棧橋上可以打許多口井。
1897年，美國最先在加利福尼亞州西海岸用木棧橋打出第一口海上油井；
1920年，委內瑞拉在馬拉開波湖發現油田。在3.5-4.3米水深中，建造了木質結構石油鉆井平臺，被認為是世界上第一座固定式海洋平臺。
1936年美國為了開發墨西哥灣陸上油田的延續部分，鉆成海上油井并建造了木制結構鉆井平臺。平臺的甲板尺寸為100X300英尺，工作水深15英尺。1938年成功地開發了世界上第一個海洋油田。
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