張大朋，朱克強(qiáng)

(寧波大學(xué) 海運(yùn)學(xué)院，寧波 315211)

Spar型海上浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析

張大朋，朱克強(qiáng)*

(寧波大學(xué) 海運(yùn)學(xué)院，寧波 315211)

以美國(guó)某可再生能源所的海上5MW風(fēng)機(jī)為模型，綜合風(fēng)機(jī)塔柱的特點(diǎn)，利用OrcaFlex建立了一種Spar型海上風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)化模型。通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)平臺(tái)的不同風(fēng)速工況環(huán)境載荷的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)的水動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)比并分析了不同工況下風(fēng)機(jī)錨泊系統(tǒng)系泊張力的變化。結(jié)合改變錨鏈上不同導(dǎo)纜孔的位置和布置形式，為海上風(fēng)機(jī)浮式基礎(chǔ)系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供依據(jù)。

Spar型海上風(fēng)機(jī)；OrcaFlex；動(dòng)力學(xué)分析；系泊張力

目前在世界范圍內(nèi)的淺海型風(fēng)機(jī)的適用水深基本在30 m左右[1-2]。因此研究水深60 m以上的海上風(fēng)電的系泊技術(shù)，對(duì)于未來(lái)的深水海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)有十分重要的意義。本文以美國(guó)某可再生能源所的海上5 MW風(fēng)機(jī)模型及結(jié)合Spar型平臺(tái)的特點(diǎn)運(yùn)用國(guó)際大型水動(dòng)力軟件OrcaFlex對(duì)一種Spar型海上風(fēng)機(jī)的系泊系統(tǒng)進(jìn)行了建模，使該型風(fēng)機(jī)平臺(tái)適用水深達(dá)到70 m，通過(guò)時(shí)域耦合動(dòng)力分析方法計(jì)算其運(yùn)動(dòng)和系泊纜動(dòng)張力響應(yīng)，為了最大限度的確保模擬的真實(shí)性，模擬的時(shí)間步長(zhǎng)必須小于最短自然節(jié)點(diǎn)的周期，不應(yīng)超過(guò)模型最短自然周期的110，本文將模擬時(shí)間的步長(zhǎng)取為0.1 s，模擬時(shí)間取為180 s，其中靜平衡模擬時(shí)間8 s，動(dòng)態(tài)模擬時(shí)間172 s。結(jié)合系泊系統(tǒng)水動(dòng)力性能的計(jì)算結(jié)果給出了一些指導(dǎo)性的建議，為我國(guó)今后的深海風(fēng)力資源開(kāi)發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。

1 海洋環(huán)境載荷的計(jì)算理論

1.1風(fēng)速的描述

(1)

海洋結(jié)構(gòu)物多用API風(fēng)譜[3]，它不同于陸上建筑物常用的風(fēng)譜，其特點(diǎn)是該風(fēng)譜低頻區(qū)域能量相當(dāng)顯著，它蘊(yùn)含著低頻運(yùn)動(dòng)的激振力，其周期自幾十秒至數(shù)百秒，這一范圍內(nèi)風(fēng)速脈動(dòng)的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)海洋漂浮系泊結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的影響非常明顯。一般認(rèn)為，陣風(fēng)是造成漂浮錨泊系統(tǒng)的慢漂長(zhǎng)周期振蕩運(yùn)動(dòng)的主要因素。因此在OrcaFlex的建模過(guò)程中也選擇API風(fēng)譜。

1.2風(fēng)機(jī)葉片的動(dòng)量模型及受力理論

風(fēng)機(jī)葉片所受到的升力FWL、阻力FWD和關(guān)于葉片中心力矩M都只依賴于入射角α，而不是在機(jī)翼面的迎角。因此在OrcaFlex中用了與之相對(duì)應(yīng)的升力系數(shù)CWL(α)、阻力系數(shù)CWD(α)和力矩系數(shù)CM(α)。對(duì)于以上風(fēng)機(jī)葉片入射角度α在OrcaFlex 中的定義，在下文中會(huì)詳細(xì)介紹。而對(duì)于這3種系數(shù)則參照美國(guó)某能源研究所的海上5 MW風(fēng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行取值。

(2)

(3)

(4)

式中:A為垂直風(fēng)速方向的葉片面積;V為葉片中心的風(fēng)速;d為風(fēng)機(jī)葉片寬度;ρa(bǔ)為空氣的密度，在本文中取為1.3 kgm3。

1.3波浪理論的選擇

Dean[4]指出在各種水深線性波浪理論都可以給出不錯(cuò)的結(jié)果。隨著水深的增加海浪基本控制方程中的非線性項(xiàng)的影響逐漸降低，因此本文在OrcaFlex的建模過(guò)程中選用線性波浪理論。波浪作用下平臺(tái)自由度方向的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)在本文中由響應(yīng)幅值算子(Response Amplitude Operator)描述，其本質(zhì)是一個(gè)由波浪激勵(lì)到浮體運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)，定義為

RAO=ηiξ

式中：ηi為平臺(tái)運(yùn)動(dòng)第i個(gè)自由度的值;ξ為某一頻率波浪高度的幅值。

1.4海流載荷的計(jì)算

海流載荷按Morison公式中拖曳力的方法來(lái)計(jì)算

(5)

式中：uc為海流速度;A為構(gòu)件在海流流速方向的投影面積。

1.5系泊纜索及風(fēng)機(jī)水下浮體的波浪載荷的計(jì)算

在對(duì)系泊纜進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)，假定其為撓性結(jié)構(gòu)，不承受剪應(yīng)力、不傳遞扭矩。計(jì)算分析的內(nèi)容主要包括纜索軸向張力、環(huán)境載荷作用、纜上組件的受力以及整個(gè)系統(tǒng)的耦合動(dòng)態(tài)響應(yīng)。采用凝集質(zhì)量法進(jìn)行建模，考慮重力、浮力、張力等，系泊纜的性能相當(dāng)于一個(gè)非線性彈簧[5]，纜索離散為凝集質(zhì)量模型[6]，由若干個(gè)連續(xù)的、無(wú)質(zhì)量分段和處于各分段中點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)分段是一個(gè)連續(xù)的、無(wú)質(zhì)量的纜索元只考慮其軸向和扭轉(zhuǎn)特性，將其模擬為軸向、旋轉(zhuǎn)彈簧和阻尼器的組合體。而節(jié)點(diǎn)集中了兩個(gè)相鄰分段各一半的質(zhì)量，力和力矩都作用于節(jié)點(diǎn)上，這也正是OrcaFlex中對(duì)纜索張力建立模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[7]。對(duì)于纜索這類撓性小尺度結(jié)構(gòu)物可忽略結(jié)構(gòu)對(duì)波浪的影響，拖曳力FD和慣性力FI合稱為波浪力F[8]。波浪力F通常用Morison 公式進(jìn)行計(jì)算。在OrcaFlex中對(duì)于纜索系泊張力的計(jì)算見(jiàn)參考文獻(xiàn)[9]。

風(fēng)機(jī)Spar平臺(tái)所受的張力FT是系泊系統(tǒng)6條纜索對(duì)平臺(tái)的有效系泊張力Te1、Te2、Te3、Te4、Te5、Te6的矢量合力。Spar平臺(tái)柱體水下部分受到流載荷力FC、波流載荷拖曳力FD、慣性力FI、浮力FB、重力FW、水上風(fēng)機(jī)部分傳遞給它的風(fēng)載荷力Fwind和力矩Mwind、水阻尼力FK、張力FT、水阻尼力矩MK、以及系泊纜索對(duì)它總的合力矩為MT等總載荷。設(shè)總載荷作用下所受合力為F，所受合力矩為M，此時(shí)結(jié)構(gòu)受到的總的外載荷可表示為

F=FD+F1+FT+FW+FB+Fwind+FK

(6)

M=Mwind+MT+MK

(7)

式中：拖曳力FD、慣性力FI的計(jì)算同樣用OrcaFlex中修正后的Morison公式進(jìn)行計(jì)算，而水阻尼力FK在OrcaFlex中可根據(jù)具體工況進(jìn)行設(shè)定。式(7)中的水阻尼力矩MK也可在OrcaFlex中根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行設(shè)定。

2 風(fēng)機(jī)平臺(tái)系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文中對(duì)風(fēng)機(jī)的系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種不同的導(dǎo)纜孔布置形式，這兩種系泊方式都用6根系泊纜索將Spar平臺(tái)錨固于海面，具體如圖1所示。

圖1 導(dǎo)纜孔的布置方式示意圖Fig. 1 Sketch of different layout of fairleads

圖2 風(fēng)機(jī)葉片模型示意圖Fig.2 Sketch of wing model

2.1風(fēng)機(jī)葉片模型的相關(guān)說(shuō)明

可在OrcaFlex中建立風(fēng)機(jī)葉片自己的局部坐標(biāo)系，其中W代表葉片的中心，以W為原點(diǎn)建立了風(fēng)機(jī)葉片局部坐標(biāo)系W-xyz,如圖2所示。

在以上局部坐標(biāo)系中α即為風(fēng)機(jī)葉片的入射角。入射角的取值范圍為-90°到+90°。在本文的風(fēng)機(jī)葉片模型中參照美國(guó)某清潔能源所的風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)，如表1所示。

3 在OrcaFlex中Spar型浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)的建立

3.1坐標(biāo)系、風(fēng)浪流方向的確定

在OrcaFlex中對(duì)于風(fēng)、浪和流方向的規(guī)定是相對(duì)于全局坐標(biāo)系而言的。換句話說(shuō)，它們相對(duì)于x軸和y軸的方向是相對(duì)全局坐標(biāo)系中的GX軸和GY軸而言的[9]。

3.2 Spar型浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)模型的建立

在本模型中用6D浮標(biāo)構(gòu)建風(fēng)機(jī)水上塔柱及水下平臺(tái)柱體的基本參數(shù)如表2～表4所示。

表1 風(fēng)機(jī)葉片基本參數(shù)Tab.1 Basic parameters of the floating offshore wind turbine wings

表2 風(fēng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)基本參數(shù)Tab.2 Basic parameters of the main structure of the floating offshore wind turbine Spar platform

表3 塔柱及Spar柱體結(jié)構(gòu)基本參數(shù)Tab.3 Basic parameters of the Spar cylinders

表4 各個(gè)纜索長(zhǎng)度基本參數(shù)Tab.4 Basic parameters of each chain′s length

浮體考慮重力、浮力、阻力、附加質(zhì)量，錨還考慮了與海床接觸的相互作用，海底對(duì)錨泊線的垂直力用線性阻尼彈簧系統(tǒng)來(lái)模擬，海底對(duì)錨泊線的水平力用優(yōu)選Coulomb摩擦模型進(jìn)行計(jì)算(表5)。

圖3 Spar型浮式風(fēng)機(jī)系泊系統(tǒng)模型示意圖Fig.3 Sketch of mooring system model of the floating offshore wind turbine Spar platform

海水密度ρ(kg·m-3)水深h(m)海床法向剛度kn∕(kN∕m∕m2)海床切向剛度kτ(kN∕m∕m2)海床臨界阻尼系數(shù)λc1024701001000

在OrcaFlex中對(duì)兩種不同的系泊方式建模完成后，模型如圖3所示。

4 計(jì)算結(jié)果

在本錨泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中主要設(shè)計(jì)海況邊界條件如下：

(1)波高2 m，波浪周期15 s(雖然波高較小，但考慮是淺海及風(fēng)機(jī)實(shí)際滿足的環(huán)境條件，如波浪周期過(guò)短或是波高過(guò)高都并不是十分的合適，而簡(jiǎn)單地依據(jù)以往的波高來(lái)定義的周期分布函數(shù)來(lái)確定周期的處理方式對(duì)于海洋和海岸工程設(shè)計(jì)意義并不是很大。且工程設(shè)計(jì)中往往更關(guān)心具有此波高的波中周期較長(zhǎng)的波，因此波浪周期選定了15 s)；(2)風(fēng)譜采用API風(fēng)譜，風(fēng)向根據(jù)風(fēng)機(jī)正常工作條件取為90°；(3)浪向取為90°，流向亦取為90°，流速取為某一極限海況下的流速3 ms。在研究不同的系泊形式對(duì)系統(tǒng)的影響時(shí)，風(fēng)速統(tǒng)一取為該風(fēng)機(jī)的額定工作風(fēng)速15 ms。

4.1不同系泊布置形式時(shí)系泊系統(tǒng)及Spar平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

4.1.1 分組式系泊形式時(shí)系泊系統(tǒng)各個(gè)纜索及Spar平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

圖4 Spar平臺(tái)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)Fig.4 Dynamic results of the Spar platform

表6說(shuō)明，在分組式系泊形式時(shí)，各個(gè)纜索所承受的最大系泊張力由大到小排序依次為：纜索6、纜索5、纜索3、纜索2、纜索4、纜索1。纜索1、4，纜索2、3，纜索5、6，所承受的系泊力分別大體呈對(duì)稱性分布，且系泊纜索5、6所承受的系泊張力遠(yuǎn)大于其它纜索。造成這種現(xiàn)象的原因?yàn)槔|索1、4，纜索2、3及纜索5、6之間的布纜方式相互對(duì)稱，且纜索5、6處于迎風(fēng)迎流迎浪方向，為阻止風(fēng)機(jī)向背風(fēng)方向偏移承受了較大的系泊力，進(jìn)而導(dǎo)致了非對(duì)稱布置系泊纜索受力的不均勻分布。圖4說(shuō)明，在此種系泊方式下，Spar平臺(tái)的橫搖角度最大為9.27°，沒(méi)有超過(guò)風(fēng)機(jī)正常工作的角度(15°)，且在此種系泊方式下，平臺(tái)的最大垂蕩幅值不超過(guò)1.4 m(現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定在不同海況下平臺(tái)垂蕩值不超過(guò)1.5 m即可認(rèn)為滿足運(yùn)行要求)，可滿足實(shí)際工作要求。

表6 各個(gè)纜索的系泊張力Tab.6 Mooring tension of each chain

4.1.2 對(duì)等式系泊形式時(shí)系泊系統(tǒng)各個(gè)纜索及Spar平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

觀察表7可得，此時(shí)各個(gè)系泊纜索所承受的最大系泊張力的大小從大到小排序?yàn)椋豪|索3、纜索5、纜索6、纜索2、纜索4、纜索1。且此時(shí)纜索1和纜索4受力有著極好的對(duì)稱性，其他各布置形式對(duì)稱分布的成對(duì)纜索如纜索2和纜索3、纜索5和纜索6也大體受力呈對(duì)稱分布。對(duì)比表6、表7可得，雖然有效張力的最大值分布發(fā)生了變化，但觀察有效張力的平均值時(shí)，發(fā)現(xiàn)還是纜索5和纜索6所承受的系泊張力的平均值遠(yuǎn)大于其它系泊纜索，這說(shuō)明在大部分時(shí)間段內(nèi)纜索5、6所承受的系泊張力值還是遠(yuǎn)大于其它系泊纜索。對(duì)比圖4和圖5可得，在此種系泊方式下，Spar平臺(tái)的橫搖角度最大為6.42°，比前一種系泊方式的橫搖幅度小，且最大垂蕩幅值不足1 m，與前中系泊方式相比更能保證風(fēng)機(jī)的正常工作。

表7各個(gè)纜索的系泊張力

Tab.7 Mooring tension of each chain

纜索名稱錨泊張力極大值(kN)錨泊張力極小值(kN)錨泊張力平均值(kN)系泊纜索1254．60851．200144．120系泊纜索21320．21745．870369．729系泊纜索31719．65095．686384．124系泊纜索4295．98165．616146．677系泊纜索51495．85863．8491043．374系泊纜索61343．46828．687934．849

圖5 Spar平臺(tái)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)Fig.5 Dynamic results of the Spar platform

4.1.3 對(duì)等式系泊形式系泊導(dǎo)纜孔位置上移1 m時(shí)系泊系統(tǒng)各個(gè)纜索及Spar平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

表8說(shuō)明，在分組式系泊形式時(shí)，各個(gè)纜索所承受的最大系泊張力由大到小排序依次為：纜索5、纜索6、纜索3、纜索2、纜索4、纜索1。對(duì)比表7、表8，發(fā)現(xiàn)此時(shí)纜索5、6的最大系泊張力反而有小幅度的減小。分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)楦鱾€(gè)纜索系泊導(dǎo)纜孔位置上移后都不同程度增加了對(duì)風(fēng)機(jī)平臺(tái)在垂蕩方向的約束，引起了系泊張力的重新分布。

圖6 Spar平臺(tái)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)Fig.6 Dynamic results of the Spar platform

纜索名稱有錨泊張力極大值(kN)錨泊張力極小值(kN)錨泊張力平均值(kN)纜索1624．094129．583325．807纜索2963．78184．852266．627纜索31144．80984．565286．087纜索4772．233139．764410．951纜索51414．12846．006862．013纜索61273．077145．147919．457

從圖4、圖5和圖6可得，在這三種系泊方式下平臺(tái)所能產(chǎn)生的最大橫搖角分別為9.27°、6.42°、7.01°，此時(shí)后兩種系泊方式在橫搖角方面的差距并不大，且在此種系泊方式下由于系泊導(dǎo)纜孔上移，使得各個(gè)系泊纜索對(duì)風(fēng)機(jī)平臺(tái)在垂蕩方向的約束大大增加，雖然稍微加大了平臺(tái)的吃水，但最大垂蕩幅值變?yōu)?.81 m，在這三種系泊方式中垂蕩幅度最小。

4.2不同風(fēng)速對(duì)等系泊方式系泊系統(tǒng)及Spar平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)

觀察表9～表11可得，對(duì)于單個(gè)系泊纜索而言，隨著風(fēng)速的增加各系泊纜索所承受的最大系泊張力都是增加的。而在不同的風(fēng)速時(shí)整個(gè)系泊系統(tǒng)的系泊各個(gè)纜索的受力情況是不同的。當(dāng)風(fēng)速為0～10 ms時(shí)，各個(gè)系泊纜索所承受的最大系泊張力從大到小排序?yàn)椋豪|索6、纜索5、纜索3、纜索2、纜索4、纜索1。而當(dāng)風(fēng)速為15～20 ms時(shí)，各個(gè)系泊纜索所承受的最大系泊張力從大到小排序?yàn)椋豪|索5、纜索6、纜索3、纜索2、纜索4、纜索1。而當(dāng)風(fēng)速為25 ms時(shí)，各個(gè)系泊纜索所承受的最大系泊張力從大到小排序?yàn)椋豪|索5、纜索6、纜索3、纜索2、纜索1、纜索4。而當(dāng)風(fēng)速為30 ms時(shí)，個(gè)系泊纜索所承受的最大系泊張力從大到小排序?yàn)椋豪|索5、纜索6、纜索2、纜索3、纜索1、纜索4。

表9 不同風(fēng)速下各個(gè)纜索的系泊張力(0～10 ms)Tab.9 Mooring tension of each chain under different wind speeds(0～10 ms)

表9 不同風(fēng)速下各個(gè)纜索的系泊張力(0～10 ms)Tab.9 Mooring tension of each chain under different wind speeds(0～10 ms)

纜索名稱有效張力極大值(kN)有效張力極小值(kN)有效張力平均值(kN)0m∕s5m∕s10m∕s0m∕s5m∕s10m∕s0m∕s5m∕s10m∕s纜索1501．342495．375529．754327．643328．746331．375432．007433．671440．627纜索2773．493827．141843．181188．970184．566168．298433．141430．815422．625纜索3892．889913．069894．408187．207182．749162．527465．364460．141445．590纜索4560．588558．557583．494341．761332．268273．699484．777492．550478．078纜索5909．731917．399982．034228．797218．669219．515540．846550．635575．079纜索61025．2891029．8731038．617297．962259．151249．579694．273691．584682．834

表10 不同風(fēng)速下各個(gè)纜索的系泊張力(15～25 ms)Tab.10 Mooring tension of each chain under different wind speeds(15～25 ms)

表10 不同風(fēng)速下各個(gè)纜索的系泊張力(15～25 ms)Tab.10 Mooring tension of each chain under different wind speeds(15～25 ms)

纜索名稱有效張力極大值(kN)有效張力極小值(kN)有效張力平均值(kN)15m∕s20m∕s25m∕s15m∕s20m∕s25m∕s15m∕s20m∕s25m∕s纜索1558．744673．665753．188242．311225．111221．345452．557471．528476．451纜索2898．0801000．1981070．574145．061129．261121．535411．173399．801392．606纜索3990．0511020．0671101．995142．543129．774116．109422．691387．857370．952纜索4596．089669．948710．864208．467197．166158．365467．348451．234438．596纜索51103．1401192．8051348．294168．072168．206111．118624．641591．189808．157纜索61102．0061031．8501156．386182．450186．080116．634658．377591．189537．474

圖7 不同風(fēng)速下Spar平臺(tái)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)Fig.7 Dynamic results of the Spar platform under different wind speeds

纜索名稱有效張力極大值(kN)有效張力極小值(kN)有效張力平均值(kN)纜索11217．71249．261457．336纜索21865．63849．269386．743纜索31863．80069．255374．044纜索4998．03419．092421．587纜索51600．4147．302843．261纜索61384．66639．633552．925

觀察圖7可得，隨著風(fēng)速的提高，Spar平臺(tái)的最大橫搖角越來(lái)越大，且在風(fēng)速?gòu)?～20 ms時(shí)都可以正常工作，都滿足風(fēng)機(jī)Spar平臺(tái)可正常工作時(shí)橫搖角不能超過(guò)15°的要求。而當(dāng)風(fēng)速為25～30 ms時(shí)，此時(shí)風(fēng)機(jī)的橫搖角度已經(jīng)大大超出了規(guī)范要求的15°，不能保證正常工作。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在外界載荷相同的條件下，對(duì)等形式系泊將導(dǎo)纜孔位置向上移動(dòng)1m時(shí)的系泊方式在以上3種系泊方式中最好，且各個(gè)纜索系泊導(dǎo)纜孔位置適當(dāng)上移后都不同程度增加了對(duì)風(fēng)機(jī)平臺(tái)在垂蕩方向的約束，而分組式系泊方式在相同情況下對(duì)平臺(tái)的垂蕩及橫搖約束效果較差。

(2)經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在外界載荷相同的條件下，對(duì)等形式系泊時(shí)各系泊纜索所承受的系泊張力整體而言比分組式系泊時(shí)承受的有效張力小。

(4)平臺(tái)的橫搖角隨風(fēng)速增加而增加，風(fēng)速過(guò)大時(shí)風(fēng)機(jī)不能正常工作。

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Dynamic analysis of the mooring system for a floating offshore wind turbine Spar platform

ZHANGDa-peng,ZHUKe-qiang*

(FacultyofMaritimeandTransportation,NingboUniversity,Ningbo315211,China)

Based on the 5 MV wind turbine of a certain renewable energy institute in America and reference to the characteristics of the wind turbine tower, the model of a floating offshore wind turbine Spar platform mooring system was established by OrcaFlex. By calculating the load of different wind speed conditions on the wind turbine, the hydrodynamic analysis of the wind turbine mooring system was researched and the mooring tension of the mooring system was analyzed in different load conditions. With the change of different fairlead position and different layout of the fairleads, the optimization design of the mooring system has been given.

floating offshore wind turbine Spar platform; OrcaFlex; hydrodynamic analysis; mooring tension

TV 131.2

：A

：1005-8443(2017)04-0398-07

2016-05-01；

：2016-07-11

國(guó)家自然基金資助項(xiàng)目(11272160)

張大朋(1987-)，男，山東聊城人，助理研究員，主要從事船舶與海洋結(jié)構(gòu)物動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究。

*通訊作者：朱克強(qiáng) (1956-)，教授，博導(dǎo)，主要從事船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。E-mail:zhukeqiang@nbu.edu.cn

Biography：ZHANG Da-peng(1987-), male, assistant professor.