工程硕士论文哪里有？本文研究是基于粘流理论，采用了商用软件 STAR-CCM+，建立三维数值水池，模拟水波的产生、传播以及消除功能，同时考虑风浪流与结构的相互作用。首先考虑时间步长以及网格尺寸对造波消波的影响；然后对风浪流联合作用下的三立柱浮式风机平台的运动响应和系泊系统进行研究；最后，对无塔筒风机在风浪流联合作用下的性能进行研究分析。
第1章 绪论
1.2 浮式风机的研究现状
欧美国家在海上浮式风机领域从早期的平台设计研究，逐步发展为规模化示范项目和商业化运营项目。挪威、丹麦、英国等国家在该领域早期处于领先地位，建立了一系列示范项目和商业化风电场。
在20世纪90年代初，WS Atkins公司及相关组织共同提出了MUFO（多机组浮体基础）这一概念，这标志着海上风力发电领域的一项创新设计。其核心在于使用一个横向的浮筒来支撑多个风力发电机，这可以被看作是浮式风力发电机的早期形态[5]。2001年，丹麦申请了国际专利（WO 03/004869 A1），阐述了一种通过系泊系统将浮式风机稳定地固定在特定位置的方案[6]。2003年，荷兰代夫特大学和其他研究机构[7]着手研究适用于大约50米水深海域的浮式风力发电机基础，其研究主要聚焦于对比圆台形浮体（pill-box）、三角形平台（triple floater）以及四边形平台（Quadruple floater）这三种不同的浮式风力发电基础结构。经过详尽的分析和验证，团队得出结论：三浮筒组合的设计方式在众多方案中被认为是最优的设计选择。随后Takeshi等[8]设计了一种大型半潜式浮式基础平台，能装载三个风力发电机。Roddier等[9]研发了WindFloat型半潜式风机，如图1.4所示，并对其系泊系统和水动力性能进行了深入研究，同时对荷载与响应的相互作用进行了初步分析。Maxime等[10]人对圆柱驳船型浮体基础进行了全面的评估，得到了在时域和频域内的模拟数据，同时强调了非线性水动力对浮式风力发电机动态反应的重要影响。
第3章 数值水池的建立及计算对比分析
3.2 数值水池的实现方法
数值水池的构建法借鉴了物理水池造波和消波的原理，其核心组成部分包括前端造波系统和末端消波系统。在物理水池中，前端造波机是至关重要的设备之一，其优秀性能的标准在于是否能够根据实验需求精确地产生多样化的目标波浪形态。与前端造波机相对应的是末端消波系统，这是物理水池末端的关键装备，它的作用是在实验过程中消除来波和波浪反射，减少或甚至完全消除反射波对水池核心流场区域的干扰。
3.2.1 规则波基本理论
波浪理论的演进始于简单的线性理论，并逐步向更为复杂的非线性及湍流理论演进。根据波面特征，波浪主要分为规则波与不规则波两大类。规则波以其明显的波峰和波谷而著称，波形近似于简谐波的曲线，且波浪的各个要素保持恒定。与此相对，不规则波缺乏一致的形状，它们由众多波浪要素随机分布的波浪叠加而成。
自18世纪末起，通过深入探究规则波的理论基础，旨在确立能够阐释海浪动态的函数模型。至今，众多完善的波浪模型已被开发出来，它们能够精确捕捉规则波的特征，并在工程实践中得到广泛应用。这些模型包括线性微幅波、斯托克斯和椭圆余弦波。然而，需要指出的是，这些波浪模型都是在一系列特定的假设和简化基础上构建的，这决定了它们的适用范围和计算结果都存在一定的局限性。
第5章 无塔筒风机平台在风浪流作用下的系泊分析
5.2 无塔筒风机的介绍
全球首款无塔筒风机PivotBuoy采用下风式设计[78]，可与盛行风方向配合，更好地利用风资源。其样机容量为6MW，将安装在一台225kW的Vestas-V29风机上。PivotBuoy的技术特点与众不同，其设计关键点在于应用了下风式风机，以四面体支撑结构取代了传统的塔筒结构，可以使用更长、更轻、形式更灵活的叶片。这种风机可以大幅减少用钢量，可以搭配更大型的风机叶片。PivotBuoy的技术创新和优势有望推动浮式风电技术的发展和应用。
5.3 无塔筒风机模型的建立
5.3.1 无塔筒风机的模型
本章内容中采用的无塔筒风机模型如图5.1所示，该模型通过从风机底座的四周的支架对风机进行支撑，这种形态能够一定程度上减少底座的压力，使风机更稳定地运行，同时可以通过材料类型的选择以及支撑结构的形态能够减少了结构材料的使用量，降低了建造和维护成本。无塔筒风机可根据具体场地情况进行定制设计，适应各种地形和环境条件。由于无需建造高耸的塔筒，因此在平原、山地、海洋等不同地理环境下均能实现灵活部署。综合以上所述无塔筒风机的外形简洁、紧凑，具有较高的适应性和环保性，是风能利用领域的一种创新型设计。
第6章 结论与展望
6.2 研究展望
本文构建了三维数值水池，并得到数值水池设置方案。同时，基于数值水池，考虑不同浪向、不同环境加载要素，研究了三立柱风机平台和新型无塔筒风机平台的运动响应和系泊张力。本文研究主要依靠数值仿真手段，是课题组第一次尝试考虑系泊系统的全耦合水动力分析，由于数值实验条件以及研究者的知识水平的限制，后续研究还需要进一步优化和改进，如:
（1）进一步优化数值分析模型，以便更切合实际，如考虑风机叶片的作用。
（2）进一步细化海洋环境要素，使得全耦合的风浪流环境更贴近工程实际。
（3）开展物理试验研究，掌握基本机理，进一步优化模型，提升精度。
总之，我们正在从岸上走向海洋、从近海走向深远海，海上浮式风机平台，包括与其功能耦合的各类融合平台正处于蓬勃发展阶段，谁掌握了系统性的研究分析手段，谁就能在这场海上风能利用竞争中占得先机。
参考文献（略）
