基于Spar平台的海上大型漂浮式垂直轴风力机气-水-系泊动力学耦合分析

谢龙君; 黄浩达; 岳敏楠; 李春; 刘青松; 蒋纯国

doi:10.13334/j.0258-8013.pcsee.250611

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于Spar平台的海上大型漂浮式垂直轴风力机气-水-系泊动力学耦合分析

可再生能源与储能 | 更新时间：2026-09-28

- 基于Spar平台的海上大型漂浮式垂直轴风力机气-水-系泊动力学耦合分析
- Coupled Aerodynamic-hydrodynamic-mooring Dynamics Analysis of Large-scale Floating Vertical Axis Wind Turbines Based on Spar Platforms
- 中国电机工程学报 2026年46卷第16期页码：5996-6005
- 作者机构：
  
  1. 1 上海理工大学能源与动力工程学院，上海市杨浦区,200093
  2. 2 利物浦大学工程学院，英国布朗洛山,L69 3GH
  3. 3 上海出版印刷高等专科学校，上海市杨浦区,200093
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2024YFA1012501);国家自然科学基金项目(52476212)
- DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.250611
  中图分类号：
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
谢龙君, 黄浩达, 岳敏楠, 等. 基于Spar平台的海上大型漂浮式垂直轴风力机气-水-系泊动力学耦合分析[J]. 中国电机工程学报, 2026,46(16):5996-6005.

XIE Longjun, HUANG Haoda, YUE Minnan, et al. Coupled Aerodynamic-hydrodynamic-mooring Dynamics Analysis of Large-scale Floating Vertical Axis Wind Turbines Based on Spar Platforms[J]. 2026, 46(16): 5996-6005.
谢龙君, 黄浩达, 岳敏楠, 等. 基于Spar平台的海上大型漂浮式垂直轴风力机气-水-系泊动力学耦合分析[J]. 中国电机工程学报, 2026,46(16):5996-6005. DOI： 10.13334/j.0258-8013.pcsee.250611.

XIE Longjun, HUANG Haoda, YUE Minnan, et al. Coupled Aerodynamic-hydrodynamic-mooring Dynamics Analysis of Large-scale Floating Vertical Axis Wind Turbines Based on Spar Platforms[J]. 2026, 46(16): 5996-6005. DOI： 10.13334/j.0258-8013.pcsee.250611.

摘要

漂浮式垂直轴风力机(vertical axis wind turbines，VAWT)发展尚处于初级阶段，缺乏专用平台设计及其气水动耦合的研究。为揭示漂浮式VAWT在风浪载荷下的动态响应特性，该文以尚处于技术探索与工程验证阶段的Spar型VAWT为研究对象，建立基于Spar平台的大型漂浮式VAWT全尺度数值模型，采用计算流体力学方法对漂浮式VAWT在风浪载荷下的气-水-系泊动力学耦合特征展开研究。结果表明，在风浪载荷下，漂浮式VAWT平均功率系数大于固定式，但功率系数响应曲线波动更加剧烈；风载荷作用下，由风轮旋转产生的侧向力增大了横荡响应幅值，使系泊2、3张力呈现交替相反的振荡模式；纵摇响应对漂浮式VAWT功率系数及尾迹特征产生显著影响。

Abstract

Floating vertical axis wind turbines (VAWTs) are still in the early stages of development

lacking dedicated platform designs and insufficient research on their aerodynamic- hydrodynamic coupling. To investigate the dynamic response characteristics of floating VAWTs under combined wind and wave loads

this study focuses on a Spar-type VAWT

which is currently in the technological exploration and engineering validation phase. A full-scale numerical model of a large floating VAWT based on the Spar platform is established

and computational fluid dynamics (CFD) methods are employed to study the coupled aerodynamic-hydrodynamic-mooring dynamics under wind-wave conditions. The results show that

under wind-wave loads

floating VAWTs exhibit a higher average power coefficient than fixed-bottom VAWTs

but with more intense fluctuations in the power coefficient response. The lateral force generated by rotor rotation under wind loads increases the sway amplitude

leading to alternating

opposing oscillation patterns in mooring lines 2 and 3. Additionally

the pitch response significantly affects the power coefficient and wake characteristics of floating VAWTs.

关键词

Keywords

references

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

波动工况下PEM电解槽负荷一维机理建模及动态响应

带有静止励磁调节器的双绕组感应发电机的研究

具有最优动态响应的PWM型DC-DC变换器非线性控制新策略

电力电子变压器的双有源全桥DC-DC变换器模型预测控制及其功率均衡方法

直接甲醇燃料电池动态性能的研究