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A Python-based integrated time domain analysis method for floating wind turbines
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DOI：10.1016/j.oceaneng.2025.120782.png)
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摘要
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浮式风力涡轮机（FWT）的集成分析与设计优化对于降低成本和提高效率至关重要。然而，现有仿真软件在早期设计阶段和多目标优化方面面临可扩展性和效率限制。为解决这些挑战，本研究开发了一种基于Python的浮式风力涡轮机（FWT）集成时域仿真方法，命名为Pywind。气动模块采用带有修正的叶片元动量（BEM）理论，包括动态失速修正，以确保高风速下的准确性。水动力模块采用势流理论，并通过莫里森方程纳入粘性效应。结构动力学建模采用牛顿-欧拉方法进行单刚体动力学分析，在保证高计算效率的同时，提供简洁而稳健的系统行为表征。系泊系统结合了准静态链式方法和集中质量法，而控制模块支持变转速和变桨距控制，以实现恒定扭矩和功率输出。验证工作通过OpenFAST在系统动力学、外部载荷计算和结构响应等多个方面进行。结果显示与OpenFAST高度一致，均值偏差保持在2%以内。该基于Python的实现为推动浮式风力涡轮机的工业设计与优化提供了巨大潜力，同时支持学术界在多物理场仿真和人工智能驱动研究方面的创新。
Keyword:
Floating wind turbine
Time-domain method
Integrated analysis
Code-to-code verification
期刊
IF:
5.5
论文数:
6.0K
被引数:
7.6W
机构
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