1、能源是工業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著全球工業(yè)化水準(zhǔn)的不斷提高，大規(guī)模使用化石燃料帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難，因此作為替代能源的風(fēng)能得到了快速的發(fā)展。深海風(fēng)能較陸地風(fēng)能有著天然的優(yōu)勢(shì)，而TLP浮式風(fēng)機(jī)是開(kāi)發(fā)中等水深風(fēng)能的有力載體，其結(jié)構(gòu)繼承了TLP平臺(tái)半剛性半順應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)頻率跨越在波浪的波頻之外，避免發(fā)生共振，使結(jié)構(gòu)具有良好的動(dòng)力性能。所以，TLP式支撐結(jié)構(gòu)是我國(guó)近海深水風(fēng)機(jī)首選的基礎(chǔ)形式。
　　本文選擇單立柱延展式TLP支

2、撐結(jié)構(gòu)，上部搭載5WM風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水深取為南海北部區(qū)域中等水深(70m～200m)，主要進(jìn)行了如下方面的研究:
　　1.建立初始的TLP浮式風(fēng)機(jī)的三維水動(dòng)力模型，計(jì)算作用在支撐結(jié)構(gòu)上的波浪載荷以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的傳遞函數(shù)等水動(dòng)力參數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果用于后續(xù)的耦合時(shí)域分析。結(jié)果表明，TLP浮式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有良好的運(yùn)動(dòng)性能;
　　2.以模態(tài)分析為基礎(chǔ)，對(duì)TLP浮式風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，進(jìn)行了諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)分析（時(shí)間歷程分

3、析）。數(shù)值算例的結(jié)果表明，波浪的高階頻率對(duì)TLP浮式風(fēng)機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)的垂蕩運(yùn)動(dòng)有明顯的影響;
　　3.基于ANSYS15.0 APDL語(yǔ)言，使用一階優(yōu)化方法，編制了TLP浮式風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)（含張力腿系統(tǒng)）優(yōu)化設(shè)計(jì)的程序，其中重點(diǎn)考慮了二階和頻力對(duì)系統(tǒng)垂蕩運(yùn)動(dòng)的影響。優(yōu)化算例的結(jié)果接近工程實(shí)例，表明運(yùn)用ANSYS平臺(tái)對(duì)海上風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是可行的;
　　4.基于線性累積損傷理論，運(yùn)用時(shí)域疲勞分析方法對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行疲勞壽命的對(duì)比