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第41卷第4期江苏船舶Vol.41No.4
2024年8月JIANGSUSHIPAug.2024
规则波作用下风电安装船波浪力研究
王锦辉,俞健,雷夕勇,黄杨²,徐海涛
摘要：为确保海上风电安装船在恶劣海况中绝对的安全，通过试验方法用20个周期的规则波浪模拟海洋波浪
环境，对风电安装船模型进行波浪力测试。试验结果表明：随波浪周期增大，纵向波浪力、横向波浪力先增大后
减小，中长期波浪的作用力最大；短波条件下竖向波浪力随波浪周期无明显变化规律，而继续增加到中长波浪周
期内时,竖向波浪力显著增大后开始回落,当继续增大周期时，长波对竖向作用力显著增大。
关键词：风电安装船；波浪力；波浪周期；规则波
中图分类号:U661.1文献标志码：A
D0I:10.19646/j.cnki.32-1230.2024.04.002开放科学（资源服务）标识码（OSID）：可
0引言过某风电安装船模型系列水池试验，用规则波模拟
海洋环境，得出风电安装船最危险的波浪周期。
海上风力发电凭借其海上风能充足，不占用土
1牛
物理模型试验
地面积，几乎没有环保污染等优点，近年来得到了大
1.1试验设备与仪器
力发展[]。因此,海上风电安装船正成为可再生清
洁能源领域的重要基础装备。由于海洋水文和气象风电安装船模型试验在风浪流综合水池中进
条件的极端恶劣，坐落于海床之上的风电安装船经行,综合水池长×宽×高为38.0m×15.0m×
常面临台风、海啸等恶劣的海况，从而产生巨大的波1.5m。水池前端配备长约15m的推板造波机,可
浪力，因此进行海上风电安装船的设计和施工时，波生成0.05~0.25m波高、0.5~2.5s周期的规则波
浪力的准确估算是一个不可或缺的关键步骤。浪。水池末端及其两侧都配备透空式消波结构，可
近年来,国内外越来越多的学者通过试验和数避免波浪反射干扰试验。
值模拟等方法计算海上结构物所受到的波浪力。波浪参数测量采用浪高仪，量程为±250mm，
COINTE[2]在二维情况下进行波浪冲击刚性结构物采样频率为100Hz,
的研究，基于波浪冲击力的分析方法，计算得出了波量采用六分力仪，量程为1000N,采样频率为
浪砰击的时间历程、瞬时冲击力的分布及砰击面积50Hz。
等参数。叶晗[3]通过CFD方法模拟海上风电安装1.2模型设计
船周围的波浪及波流状态，创建了三维水池，更加精风电安装船主体结构形式见图1。考虑水池的
准地预测部的砰击载荷。刘清君等[4]研究了不
同波高、人射角、波浪周期等因素对港珠澳大桥岛桥实体的主要参数见表1。
结合跨箱梁所产生的浮力和水平力的影响。祝兵在风电安装船模型试验中，通常忽略流体粘性
等[5]通过推板造波的方式在水槽制造规则波,对跨的影响，保持实体与模型之间的弗劳德数和斯特劳
海桥梁哑铃形围堰波浪力进行了研究，得到不同波哈尔数相等。模型设计需要满足以下相似条件：
高、波浪周期、人射角度因素对波浪力的影响。姜云（1)几何相似：模型与风电安装船原型保持线
鹏等[6]通过系列模型试验研究了在不同周期
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