极端海况下海上光伏板水动力特性数值研究

作     者：田正林 邱湘鹏 温鸿杰 TIAN Zhenglin;QIU Xiangpeng;WEN Hongjie

作者机构：广东海洋大学海洋工程与能源学院广东湛江524088 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(52101312) 广东省自然科学基金面上项目(2023A1515012183) 2021年湛江市海洋青年人才创新项目(2021E05006) 广东海洋大学科研启动费资助项目(060302072003) 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2025年第43卷第1期

页      码：30-39页

摘      要：海上光伏电站是解决光伏开发与土地资源之间矛盾的有效手段,但海上环境条件复杂,极端海况时常发生,这就给海上光伏板的生存带来了巨大挑战。海上光伏板在极端波浪作用下的冲击荷载空间分布及其大小是影响光伏板工作性能及生存安全的关键因素,需要对其进行深入研究。基于OpenFOAM?开源软件包建立了数值模型,对极端海况下海上光伏板的水动力特性进行了数值模拟研究。在对数值模型进行充分验证的基础上,开展了操作海况和极端海况下海上光伏板的水动力特征研究,分析不同波浪条件下光伏板所受波浪冲击荷载的时空分布规律。研究结果表明:操作海况下和极端海况下光伏板的水动力特性有很大不同,操作海况波浪未发生波浪冲击和越浪现象,而极端海况却发生了波浪冲击和越浪;极端海况下光伏板前半段波浪冲击呈现出明显的二次峰值现象,而光伏板后半段波浪冲击却无二次峰值现象;极端海况下波浪冲击压力最大值沿板长呈先增大后减小的趋势,海上光伏板所受波浪荷载在板上方(2/5~3/5)L(L为板长)处波浪冲击荷载最大。该研究成果将为海上光伏板极端海况下的防灾减灾结构设计提供参考,以避免极端荷载作用下光伏板受波浪冲击作用而产生破坏。

主 题 词：海上光伏板 极端海况 水动力特性 数值水槽 波浪载荷 

学科分类：081505[081505] 080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 0824[工学-林业工程类] 0814[工学-地质类] 082401[082401] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16483/j.issn.1005-9865.2025.01.003

馆 藏 号：203157298...