关于横波中载有涡轮塔的双体气垫船风电场服务船与涡轮塔耦合动力特性的研究 杨金雷（Jinglei Yang） 黄晓春（Xiaochun Huang） 王海斌（Haibin Wang） 邓志鹏（Zhipeng Deng） 史升哲（Shengzhe Shi） 李晓文（Xiaowen Li） 崔桐（Tong Cui）

《Journal of Marine Science and Engineering》：Study on the Coupled Dynamics of a Catamaran Hovercraft Wind Farm Service Vessel with a Turbine Tower in Transverse Waves Jinglei Yang, Xiaochun Huang, Haibin Wang, Zhipeng Deng, Shengzhe Shi, Xiaowen Li and Tong Cui

　　

摘要

本文研究了双体气垫船风电场服务船（CHWFSV）在与风力涡轮机塔对接过程中的动态行为，旨在提高其在工程应用中的安全性和可靠性。通过设计一种弧形弹性护舷，并运用计算流体动力学（CFD）方法，研究了船只在横向波作用下的运动响应，同时考虑了推力、气垫流动以及护舷弹性系数的影响。为了研究护舷在不同推力条件下的耦合机械行为，建立了一个考虑弹性应力和应变的有限元分析（FEA）模型。本研究基于数值CFD模拟，并通过了实验验证。进一步通过不确定性分析验证了船只在横向波作用下的运动行为。研究结果表明：当λ/L = 1.667时（λ/L表示无量纲波长与长度比），船只会发生滚动共振；增加气垫流动可以在λ/L = 0.667时延长滚动周期并降低滚动幅度；而在λ/L = 1.667~3时施加推力虽然可以减小滚动幅度，但会降低船体的俯仰和纵荡稳定性；当F_CM/? = 0.054且弹性系数为1.25 × 10⁷ Pa/m（Δ表示船体重）时，可以实现较好的对接性能。