4汕头会议技术论坛十沣科技-SPH方法在海上风电的研发与应用.pdf

1、本文件涉及的知识产权及商业信息均为深圳十沣科技有限公司所有，未经深圳十沣科技有限公司同意，任何主体不得将本文件用作其他用途，亦不得使用、公开或向第三方披露本文件以及本文件涉及的知识产权、商业信息等，否则深圳十沣科技有限公司有权追究侵权方的相关责任。深圳十沣科技有限公司SPH方法在海上风电的研发与应用冯科玮目 录030201项目背景及软件介绍海洋工程应用十沣介绍内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍01内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍4缺乏针对海上浮式风机极端载荷与运动响应的精确预报方法海上风电容量及开发模式国内海上风电装机容量台风造成风机破坏风和浪作用于风机2007年台海上

2、机于渤海安装，2010年东海桥电项期并；发展向：东南近海、型化、深50-100m、浮式机；挑战：缺乏考虑极端载荷下针对浮式机特点的学问题，对可能存在的险估计不，造成安全事故问题。n 国内海上风电发展内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍5海上风机动力学耦合CFD仿真，极端风浪下强载荷作用SPH仿真，海浪翻卷破碎MBD仿真，风机动力学耦合分析CFD-SPH-MBD耦合可以模拟复杂海况下漂浮式风机多场-多体耦合动力学问题！风浪环境海浪翻卷破碎漂浮式海上风机在风浪流联合载荷耦合机理及特性内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍6SPH(Smooth Particle H

3、ydrodynamics)ijrijRcutWSWSPH数值近似示意图1.起源及发展最早起源 于解决开放空间的天物理学问题近余年 推到计算流体-固体学领域2.数值近似应光滑函数W，近似连续以及离散形式的场变量粒近似：1Nijijjjjff W mr=,1Nijijjjff Wmaar=轮胎涉水（上：ALE，下：SPH）3.算法特点不需要剖分格，幅降低前处理难度及作量计算中不存在格畸变险GPU并扩展性强，易实现效规模并粒间没有格拓扑关系的约束，能捕捉花溅内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍7TF-SPH 是十沣科技推出新一代工业级粒子法通用流体仿真软件TF-SPH 软件前端n软

4、件特点集前处理、求解器、后处理功能于体软件融了精度、保真粒法数值求解器吸纳了近年先进计算模型、凝聚了领域专家多年研究成果适配国内外主流消费级和专业级显卡，能够计算上亿量级粒数的复杂程问题内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄项目背景及软件介绍自由液面演化不依赖网格拓扑精确捕捉液滴飞溅多介质相互作用界面自动追踪交界面计算精度高多物理场耦合适用于多场耦合热流固耦合精度高丰富的物理模型、满足不同物理场景的高保真仿真需求8|应用领域：海洋、汽车、航天航空、机械等行业内部资料 请勿外泄海洋工程应用02内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄海洋工程应用海上平台冲刷TF-SPH固定式海上平台仿真固定式海上平台n

5、分析海浪对固定式海上平台的冲击载荷作；n技术挑战：定常、线性、流固耦合问题、冲击载荷；nSPH法能天然对由液和流固耦合界进追踪，对于波浪翻卷破碎和溅能够得到较好地捕捉。10内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄海洋工程应用漂浮式海上风机n海上电从浅海的桩柱型向深海的漂浮式 深(50)；n多物理场耦合，模拟和海浪传播-机运动-系泊锚定体化场景；n强线性，海浪破碎、结构变形位移等。风和浪作用于风机11内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄海洋工程应用漂浮式海上风机nSPH-FEM耦合，模拟系泊锚定作，两端链接海洋底部和机平台；n采经验公式计算的推，平速：10m/s；n浮体基础多体动学仿真，模拟复杂海况

6、下漂浮式机多场-多体耦合动学问题。2426282:2322/72/472477297Force X(N)Time(s)茜恍1 茜恍2106况1：波3m，周期7.5s；况2：波7m，周期12s；12TF-SPH漂浮式海上风机仿真wind2426282:23222722322237224222Tension(kN)Time(s)茜恍3a3 茜恍3a4 茜恍4a3 茜恍4a4内部资料 请勿外泄内部资料 请勿外泄海洋工程应用T=0.2 sT=1.0 sT=1.5 sT=2.5 s飞机水面迫降n机以平速度20m/s，垂直速度-1m/s进，初始姿态为6，模拟机迫降时