漂浮式平台气动-水动耦合实验系统启用

——深海风电技术迈向工程化应用的关键一步

随着海上风电开发向深远海推进，漂浮式风力机因突破水深限制成为核心发展方向。然而，其气动载荷（风轮旋转）与水动力载荷（波浪、海流）的强耦合效应，一直是制约稳定性和发电效率的瓶颈。近期，国内首个漂浮式平台气动-水动全耦合实验系统正式启用，标志着我国深海风电技术从设计仿真迈向实尺度物理验证的新阶段。

一、耦合挑战：从理论到实践的跨越

漂浮式风机在复杂海洋环境中面临多物理场干扰：

气动-水动干涉难题

风轮旋转产生的非稳态气动载荷会引发平台六自由度运动（横摇、纵摇、垂荡），而平台运动又反向改变叶片入流攻角，形成闭环耦合传统数值模型（如叶素动量理论）在极端工况下精度不足，需实验验证。

系泊系统动态响应

系泊链的松弛-张紧过程与平台运动相互反馈，恶劣海况下易引发共振。例如，Spar平台在风波耦合中曾出现首摇超2°的失稳风险

二、实验系统：三大技术创新突破

新启用的实验系统通过多维度复现海洋环境，实现全耦合工况模拟：

多物理场协同加载平台

采用风-浪-流联合模拟装置，风速范围覆盖4–70m/s（含台风工况），波浪谱涵盖不规则波及聚焦波

创新引入可升降推进系统，模拟不同水深流速梯度对浮筒的剪切载荷

高精度运动控制与监测

平台姿态通过MPU6050传感器实时监测，结合互补滤波算法解算浮筒位姿，精度达0.1°

压载水主动调节系统依据平台倾角动态分配浮筒配重，抑制横滚/俯仰运动（如将平台倾斜控制在±0.5°内）

气动-水动耦合算法验证

集成F2A耦合求解器，实现OpenFAST气动模块与AQWA水动力模块的实时数据交互，解决了传统软件解耦计算的误差问题

支持非稳态致动线模型（UALM），精准捕捉叶片涡脱落与尾流干扰效应

三、工程价值：推动深远海风电商业化

该系统的启用将加速技术落地：

降低设计风险

通过实验验证浮式平台在70m/s台风工况下的生存能力（如”扶摇号”平台已验证抗台性能8），为实海况部署提供安全裕度。

优化混合能源系统

支撑”风-渔融合”平台开发，例如全球首座风渔共生平台”国能共享号”已实现发电与养殖的立体空间共用

降低成本瓶颈

实验数据驱动系泊系统轻量化设计，预计使深海项目基础造价降低15%

鸣途电力简介

鸣途电力科技专注于新能源装备测试验证服务，提供漂浮式风电、海洋能装置等领域的实验系统设计与关键技术攻关。其核心业务涵盖气动-水动耦合载荷仿真平台开发、深远海装备动态响应测试及故障诊断系统研制，为漂浮式风电的工程化应用提供标准化实验支持。

此实验系统将助力我国在2030年前实现漂浮式风电规模化装机目标，为深海能源开发奠定科学基石。[[1][2][4]