1GB/TXXXXX-202X漂浮式海上風力發(fā)電機組一體化計算分析導則本文件規(guī)定了漂浮式海上風力發(fā)電機及塔架、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及錨定系統(tǒng)一體化計算分析的原則和技術(shù)要求，主要包括一體化計算分析的基本資料、載荷與工況、數(shù)值模型、計算方法及要求、結(jié)果整理與分析等。本文件適用于漂浮式海上風力發(fā)電機組的一體化計算分析，主要針對水平軸風力發(fā)電機，垂直軸風力發(fā)電機需要額外的計算考慮。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成文件必不可少的條款。其中，標注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；未標注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T18451.1-2022風力發(fā)電機組設(shè)計要求（IEC61400-1:2019，IDT）GB/T31519-2015臺風型風力發(fā)電機組GB/T35989.1-2018石油天然氣工業(yè)海上浮式結(jié)構(gòu)第1部分：單體船、半潛式平臺和深吃水立柱式平臺（ISO19904-1:2006，IDT）GB/T36569-2018海上風電場風力發(fā)電機組基礎(chǔ)技術(shù)要求GB/T37523-2019風電場氣象觀測資料審核、插補與訂正技術(shù)規(guī)范GB/T42600-202361400-6:2020）GB/Z44047-2024漂浮式海上風力發(fā)電機組設(shè)計要求（IEC61400-3-2:2019）NB/T11084-2023海上風電場工程建（構(gòu)）筑物荷載規(guī)范NB/T10912-2021海冰地區(qū)海上風電場工程設(shè)計導則NB/T11378-2023漂浮式海上風電機組基礎(chǔ)及系泊系統(tǒng)設(shè)計導則NB/T11600-2024風電場工程抗震設(shè)計規(guī)范IEC61400-3-1固定式海上風力發(fā)電機組設(shè)計要求（Windenergygenerationsystems—Part3-1:Designrequirementsforfixedoffshorewindturbines,IDT）IEC61400-3-2:2025漂浮式海上風力發(fā)電機組設(shè)計要求（Windenergygenerationsystems—Part3-2:Designrequirementsforfloatingoffshorewindturbines,IDT） APIRP2FPS:2011漂浮式生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計和建造的推薦方法（RecommendedPracticeforPlanning,Designing,andConstructingFloatingProductionSystems）DNV-ST-0119漂浮式風機結(jié)構(gòu)（Floatingwindturbinestructures）DNV-ST-0437風機的載荷和場址條件（Loadsandsiteconditionsforwindturbines）DNV-RP-0286漂浮式風機耦合分析（Coupledanalysisoffloatingwindturbines）DNV-RP-C205環(huán)境條件和環(huán)境載荷（Environmentalconditionsandenvironmental2GB/TXXXXX-202Xloads）3術(shù)語和定義GB/T31517.1、GB/Z44047、GB/T18451.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1漂浮式海上風力發(fā)電機組floatingoffshorewindturbine（FOWT）漂浮于海上的風力發(fā)電系統(tǒng)，由漂浮式海上風力發(fā)電機及塔架、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及錨定系統(tǒng)構(gòu)成。3.2漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)floatingsubstructure漂浮式海上風力發(fā)電機組支撐結(jié)構(gòu)的組成部分,浮于海面,與塔架和錨定系統(tǒng)連接,由用于承受運行載荷的浮動結(jié)構(gòu)組成。[來源：GB/Z44047-2024，3.81]3.3錨定系統(tǒng)station-keepingsystem能夠?qū)⑵∈交A(chǔ)結(jié)構(gòu)的偏移和/或加速度限制在規(guī)定的范圍內(nèi),并保持預期方向的系注:在使用主動推進器、張力腱等作用情況下,錨定系統(tǒng)可能與系泊系統(tǒng)有所不同。[來源：GB/Z44047-2024，3.86，有修改]3.4系泊系統(tǒng)mooringsystem一種被動的錨定系統(tǒng),包括系泊纜、錨、連接器和配套設(shè)備,還可能包括浮筒、配重、轉(zhuǎn)塔、解脫系統(tǒng)等其他部件。[來源：GB/Z44047-2024，3.82]3.5一體化計算integratedanalysis將氣動、水動、結(jié)構(gòu)和控制等系統(tǒng)進行耦合，通過數(shù)值模型對漂浮式海上風力發(fā)電機組開展的整體計算和分析。4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。4.1符號和單位Vin切入風速Vout切出風速GB/TXXXXX-202X34.2縮略語CFD計算流體力學（ComputationalFluidDynamics）ECD方向變化的極端相干陣風（ExtremeCoherentGustwithDirectionChange）EDC極端風向變化（ExtremeDirectionChange）EOG極端運行陣風（ExtremeOperatingGETM極端湍流模型（ExtremeTurbulenEWM極端風速模型（ExtremeWindSpeedMoEWS極端風切變（ExtremeWinNTM正常湍流模型（NormalTurNWP正常風廓線模型（NormalWind5基本要求5.1一體化計算分析應(yīng)取得氣象、海洋水文、工程地質(zhì)、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及錨定系統(tǒng)、動態(tài)海纜參數(shù)、風力發(fā)電機參數(shù)等資料；當資料缺乏時可根據(jù)類比等方法確定。5.2一體化計算分析應(yīng)根據(jù)關(guān)注內(nèi)容，開展風力發(fā)電機氣動性能、葉片變形及載荷、塔架變形及載荷、機艙載荷、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運動響應(yīng)及載荷、動態(tài)海纜運動響應(yīng)、錨定系統(tǒng)受力等內(nèi)容的分析。5.3一體化計算分析可根據(jù)分析目的、關(guān)注對象和資料完整性對各子系統(tǒng)之間耦合關(guān)系進行簡化。5.4一體化計算工況應(yīng)滿足風力發(fā)電機葉片、傳動系統(tǒng)、塔架、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和錨定系統(tǒng)等關(guān)鍵部件性能評估和安全校核要求。5.5一體化計算分析的載荷和評價標準，應(yīng)符合NB/T11084、NB/T10105、NB/T11378的規(guī)定。6基本資料6.1風況計算所需的風況資料應(yīng)包含：a）空氣密度、風速風向分布、風切變指數(shù)、湍流強度、風速的概率密度函數(shù)參數(shù)等；b）輪轂高度處和10m高度處的代表年平均風速、不同重現(xiàn)期最大風速值。6.2海況GB/TXXXXX-202X46.2.1水位資料應(yīng)包含工程場址基面關(guān)系，潮汐特性、高潮位、低潮位、潮差、漲落潮歷時等潮位特征值以及不同頻率和重現(xiàn)期設(shè)計潮位。6.2.2海水的鹽度、密度和溫度。6.2.3海流資料應(yīng)包含場址范圍內(nèi)機位點不同重現(xiàn)期的分層流速、流向。6.2.4波浪資料應(yīng)包括不同重現(xiàn)期下的波向、波型、波高和波周期，以及波高周期聯(lián)合分布特征。6.2.5海生物資料宜包含海生物生長厚度、密度、分布特征等。6.2.6海冰資料宜包括風電場工程海域結(jié)冰冰期、結(jié)冰水位、冰場區(qū)域分布及運動特征，以及1年和50年一遇設(shè)計冰厚，冰的溫度、抗壓強度、彎曲強度、剪切強度和凍結(jié)強度值，以及彈性模量等。6.3風浪聯(lián)合分布6.3.1風浪聯(lián)合分布統(tǒng)計內(nèi)容主要包括：a）風浪聯(lián)合分布方向宜分扇區(qū)進行統(tǒng)計；b）按一定風速區(qū)間間隔統(tǒng)計不同方向下波高和波周期的概率分布；c）按一定風速區(qū)間間隔統(tǒng)計風、浪所有方向的聯(lián)合概率。6.3.2波高的級差應(yīng)小于等于0.5m，周期的級差應(yīng)小于等于0.5s；風速區(qū)間間隔不應(yīng)大于2m/s，宜小于等于1m/s。6.4工程地質(zhì)地質(zhì)資料應(yīng)包括海床地形地貌、巖（土）層分布和各層巖性特征及力學特性參數(shù)，地震動參數(shù)及相應(yīng)的地震基本烈度。6.5風力發(fā)電機及控制系統(tǒng)6.5.1風力發(fā)電機資料應(yīng)包括：a）風力發(fā)電機安全等級；b）葉輪錐角，傳動軸預傾角；c）葉片或等效翼型參數(shù)；d）葉片、輪轂、機艙和塔架的材料、尺寸、重量和轉(zhuǎn)動慣量；e）輪轂高度；f）發(fā)電機組傾角和加速度要求；g）推力曲線與功率曲線。6.5.2控制系統(tǒng)資料宜包括：a）控制系統(tǒng)型式及主要參數(shù)；b）控制系統(tǒng)程序。6.6漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)6.6.1漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)資料應(yīng)包括以下內(nèi)容：GB/TXXXXX-202X5a）主尺度參數(shù)；b）結(jié)構(gòu)布置和材料屬性；c）不同吃水下的重量及分布、重心和轉(zhuǎn)動慣量；d）壓載的方式和布置等；e）拖航的方式、布置和速度等。6.7錨定系統(tǒng)6.7.1錨定系統(tǒng)資料應(yīng)包括以下內(nèi)容：a）布置形式；b）每根系泊纜或張力腱的系泊點位置信息和錨點位置信息；c）系泊纜或張力腱的組成及其材料、長度、直徑、重量、剛度、最小破斷力、水動力系數(shù)和附件信息；d）系泊纜躺底段與海床的摩擦力系數(shù)；e）錨固基礎(chǔ)型式及特征參數(shù)等。6.8動態(tài)海纜6.8.1動態(tài)海纜資料應(yīng)包括：a）動態(tài)海纜的連接點位置及構(gòu)型參數(shù)；b）動態(tài)海纜材料、長度、直徑、重量、剛度、水動力系數(shù)等；c）限彎器、浮力塊等附件信息。7計算載荷與工況7.1計算載荷7.1.1一體化計算分析輸入載荷應(yīng)包括驅(qū)動載荷、重力載荷、空氣動力載荷、波浪載荷、流載荷、海冰載荷、地震作用、撞擊載荷和海生物附著載荷等。7.1.2驅(qū)動載荷應(yīng)包含發(fā)電機和變流器的扭矩控制載荷、偏航和變槳的驅(qū)動載荷和機械制動載荷。7.1.3氣動載荷應(yīng)考慮葉尖損失、輪轂損失、塔影效應(yīng)和氣彈問題的影響，宜考慮漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運動的影響。7.1.4波浪載荷應(yīng)符合下列規(guī)定：a）波浪載荷應(yīng)考慮水深、海生物附著、結(jié)構(gòu)類型、尺度、形狀和響應(yīng)特性在內(nèi)的所有潛在影響。d）波浪載荷宜考慮非線性波浪的作用和自由波面升高的影響。c）對于半潛式和駁船式等水線面較大的漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，宜考慮波浪的抨擊作用。7.1.5流載荷a）漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的流載荷可通過整體系數(shù)法或莫里森公式確定；b）當采用莫里森方法時，宜考慮附屬構(gòu)件的影響；GB/TXXXXX-202X6c）流荷載宜考慮波流耦合、渦激振動的影響。7.1.6其他a）地震作用應(yīng)按照NB/T11600中的有關(guān)規(guī)定確定。b）海冰載荷應(yīng)按照NB/T11084中的有關(guān)規(guī)定確定。c）海生物影響宜根據(jù)海生物情況調(diào)整漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及錨定系統(tǒng)模型的重量、浮力直徑和有效拖曳力直徑；當無實測資料時，密度一般可取1300kg/m3～1400kg/m3。d）撞擊載荷取值可參考NB/T11084中的有關(guān)規(guī)定確定。7.2計算工況及載荷組合7.2.1一體化計算分析工況應(yīng)選取控制性工況或設(shè)計關(guān)注工況進行，載荷組合應(yīng)符合GB/T18451.1、GB/T31517.1和GB/Z44047中的有關(guān)規(guī)定。7.2.2一體化計算分析時可不考慮載荷組合系數(shù)。GB/TXXXXX-202X78模型構(gòu)建8.1一般規(guī)定8.1.1一體化計算分析系統(tǒng)應(yīng)包括氣動、水動、結(jié)構(gòu)、控制等功能仿真模塊，各模塊之間具備數(shù)據(jù)傳遞和交換功能。8.1.2計算模型應(yīng)準確模擬風力發(fā)電機、塔架、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、錨定系統(tǒng)、動態(tài)海纜等，可根據(jù)計算分析類型、目的和結(jié)構(gòu)特征等進行適當簡化。8.1.3模型計算范圍應(yīng)覆蓋漂浮式海上風力發(fā)電機組，以及整個系統(tǒng)的運動范圍；8.1.4計算模型單元尺度等需要滿足精度要求，可根據(jù)敏感性分析確定；不同模塊計算時單元劃分應(yīng)相互協(xié)調(diào)。當采用無網(wǎng)格法方法時，應(yīng)對粒子初始分布及數(shù)量等進行評估。8.2氣動、水動模型8.2.1氣動模型應(yīng)滿足以下要求：a）風模型包括正常湍流模型NTM、極端湍流模型ETM、方向變化的極端相干陣風ECD、極端風切變EWS、極端運行陣風EOG、正常風廓線模型NWP、極端風向變化EDC和極端風速模型EWM，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的計算工況選用。b）葉片氣動模型可采用葉素動量理論、致動線模型、廣義動態(tài)尾跡、CFD等方法，應(yīng)能表征其所有局部氣動特性。c）當采用CFD方法時，氣動模型網(wǎng)格大小宜根據(jù)葉片的氣動荷載模型確定，且開展網(wǎng)格精度敏感性分析。8.2.2水動模型應(yīng)滿足以下要求：a）波浪模型可采用規(guī)則波或不規(guī)則波兩種波浪類型，并宜參考工程區(qū)域?qū)嶋H觀測值確定波浪參數(shù)。b）采用規(guī)則波時應(yīng)根據(jù)波陡與水深選用適宜的波浪理論；采用不規(guī)則波時宜參考工程區(qū)域?qū)嶋H觀測值選用波浪譜。c）海流模型應(yīng)能夠表征工程區(qū)域的流速剖面；流速剖面應(yīng)基于實際觀測值或后報數(shù)據(jù)。拖曳力系數(shù)或流載荷系數(shù)宜通過拖曳水池模型試驗或風洞模型試驗確定。d）漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和錨定系統(tǒng)水動力模型可采用莫里森公式、勢流理論和CFD等方法。波流耦合、渦激振動、波浪抨擊等粘性效應(yīng)顯著的復雜水動力過程可采用CFD方法進行計算。e）基于勢流理論方法進行水動力計算時，濕表面網(wǎng)格尺寸不宜大于2m和波長的1/7。自由液面附近處應(yīng)設(shè)置足夠的網(wǎng)格數(shù)量，確保波浪特征的準確捕捉。f）CFD方法進行水動力計算時應(yīng)在造波邊界與結(jié)構(gòu)物的之間設(shè)置足夠空間，并在出流邊界前合理設(shè)置消波方式以消除反射波的影響；同時模擬氣動與水動過程時宜采用兩相流方法，并刻畫波浪破碎等復雜自由水面。g）當采用CFD方法時，水動模型網(wǎng)格大小宜根據(jù)漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)動力特性確定，且開GB/TXXXXX-202X8展網(wǎng)格精度敏感性分析。8.3結(jié)構(gòu)模型8.3.1結(jié)構(gòu)模型應(yīng)真實反應(yīng)各部件的質(zhì)量分布、重心位置、剛度以及阻尼特性等。8.3.2小變形結(jié)構(gòu)、特征頻率遠離波激頻率和風激頻率的結(jié)構(gòu)、不考慮變形對系統(tǒng)整體響應(yīng)影響較小的結(jié)構(gòu)可采用剛體模型。8.3.3風力發(fā)電機模型應(yīng)包括葉片、輪轂、機艙、傳動鏈等部件，葉片和塔架結(jié)構(gòu)宜考慮變形的影響，其他構(gòu)件可采用剛體模擬。在針對漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和錨定系統(tǒng)的計算分析中，可采用集中質(zhì)量和慣性屬性等對風力發(fā)電機內(nèi)部組件進行簡化。8.3.4柔性葉片和塔架結(jié)構(gòu)宜采用梁模型，并定義各節(jié)點的質(zhì)量、剛度和阻尼比等。8.3.5漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可采用剛體模型，當整體系統(tǒng)對于二階波浪力、發(fā)電機轉(zhuǎn)頻較為敏感時，宜考慮漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的彈性。8.3.6系泊系統(tǒng)模型應(yīng)包含系泊線、系泊附件等，宜包含錨固基礎(chǔ)，應(yīng)考慮系泊線與海床之間的相互作用，海床模型應(yīng)能夠表征海床剛度、摩擦度和沖刷。當關(guān)注塔架、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和系泊線的動力響應(yīng)分析時，可對系泊連接裝置與錨固基礎(chǔ)進行簡化處理。8.3.7系泊線及系泊附件、張力鍵、動態(tài)海纜可采用有限單元法、集中質(zhì)量法等方法建模，應(yīng)準確模擬其尺寸、剛度、質(zhì)量分布、水動力、阻尼、摩擦、變形和初始張力。8.4控制模型8.4.1控制系統(tǒng)應(yīng)考慮葉片變槳控制、扭矩控制、緊急剎車、偏航控制等，并宜考慮振動控制與動態(tài)壓載。8.4.2風力發(fā)電機控制器可采用動態(tài)鏈接庫或自定義子程序進行建模。9一體化計算分析9.1一般規(guī)定9.1.1一體化計算應(yīng)根據(jù)分析目的和要求選擇合適的氣動模型、水動模型、結(jié)構(gòu)模型與控制模型構(gòu)建一體化分析模型。9.1.2一體化計算分析宜采用時域耦合分析方法。9.1.3當需要對漂浮式海上風力發(fā)電機組進行快速評估時，一體化計算可采用以下簡化方a）對于氣動載荷簡化計算可采用風力發(fā)電機推力曲線進行模擬；b）可選擇已有同等或相似類型風機信息，建立等效模型；c）水動力載荷可不考慮全矩陣二次傳遞函數(shù)，二階水動力載荷可采用Newman近似方法求解；d）對于結(jié)構(gòu)部分可不考慮彈性影響；e）對于錨定系統(tǒng)部分可不考慮動態(tài)載荷。9.1.4一體化計算成果應(yīng)根據(jù)計算目的包含：葉片載荷及變形、風力發(fā)電機氣動性能、機GB/TXXXXX-202X9械系統(tǒng)載荷和振動，塔架載荷與變形，漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運動及載荷，動態(tài)海纜響應(yīng)，錨定系統(tǒng)響應(yīng)等。9.2計算要求9.2.1基于葉素動量理論、致動線模型、廣義動態(tài)尾跡、CFD等計算氣動載荷時應(yīng)符合下列規(guī)定：a）采用葉素動量理論進行氣動載荷計算時，將葉片劃分為多個葉素，獨立計算各葉素氣動力。需通過動量平衡修結(jié)合尾流模型處理湍流和動態(tài)失速效應(yīng)，并與漂浮式基礎(chǔ)運動實時耦合，通過動態(tài)入流模型更新入流速度分布間接修正葉素攻角。b）采用廣義動態(tài)尾跡模型時，通過時滯微分方程描述尾流動量演化，修正葉素動量理論的穩(wěn)態(tài)尾流假設(shè)。針對漂浮式基礎(chǔ)低頻振蕩，引入尾流對流時滯效應(yīng)修正入流速度，并結(jié)合動態(tài)失速模型處理大攻角下的氣動力遲滯與突變。c）采用致動線模型時，將葉片簡化為線狀體積力源，通過高斯分布的體力投影到CFD網(wǎng)格。需在致動線附近加密網(wǎng)格以解析葉片尾流，遠場可粗化。漂浮式基礎(chǔ)運動通過動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)，需顯式耦合分步求解流場與結(jié)構(gòu)運動。d）塔架和漂浮式基礎(chǔ)的氣動載荷可通過阻力系數(shù)法簡化計算，將其離散為多段，每段賦予經(jīng)驗阻力系數(shù)，采用準靜態(tài)假設(shè)忽略渦激振動，僅計算平均風載。9.2.2對于直徑D或?qū)挾萣小于等于0.2倍波長L的構(gòu)件，其波流載荷可采用莫里森公式計算，并應(yīng)符合NB/T11084相關(guān)規(guī)定。對于直徑D或?qū)挾萣大于0.2倍波長L的構(gòu)件可對粘性效應(yīng)進行修正。9.2.3基于勢流理論方法進行計算時應(yīng)符合下列規(guī)定：a）粘性效應(yīng)可通過附加阻尼系數(shù)矩陣或莫里森公式進行考慮；b）附加阻尼系數(shù)矩陣可通過水池試驗或計算流體力學方法確定，也可按照臨界阻尼的5%～10%確定；c）宜考慮二階波浪力的影響；d）張力腿型式的漂浮式基礎(chǔ)機構(gòu)系統(tǒng)宜考慮三階或者更高階波浪力；e）進行頻域分析時，波浪頻率應(yīng)覆蓋整個波頻范圍，且應(yīng)增加共振區(qū)域附近波浪頻率劃分細度以反映最大響應(yīng)幅值。9.2.4基于CFD方法進行計算時應(yīng)符合下列規(guī)定：a）采用空場造波、造流驗證背景波浪場和流場的模擬精度與合理性；b）造波邊界與結(jié)構(gòu)物的之間設(shè)置足夠空間以保證消除反射波的影響；c）在出流邊界前合理設(shè)置消波方式，避免波浪反射對計算結(jié)果造成影響；d）自由液面附近處應(yīng)設(shè)置足夠的網(wǎng)格數(shù)量，確保波浪特征的準確捕捉；物體表面應(yīng)設(shè)置邊界層網(wǎng)格過渡，并宜通過敏感性分析確定網(wǎng)格尺寸；e）宜使用雷諾平均湍流模型模擬湍流效應(yīng)，或采用大渦模擬技術(shù)解析湍流。9.2.5對于水線面面積變化較大等具有強非線性靜水回復剛度的漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮非線性靜水回復力的影響。9.2.6單柱式漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)評估Mathieu不穩(wěn)定性的影響。GB/TXXXXX-202X9.2.7張力腿型式的漂浮式基礎(chǔ)機構(gòu)應(yīng)評估高階和頻水動力引起的彈振及顫振，以及葉片、塔架和漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的彈性變形及葉輪高頻氣動載荷引起的高頻振動對筋腱載荷的影響。9.2.8一體化計算的總時長應(yīng)滿足統(tǒng)計可靠性要求。模擬時長與模擬次數(shù)應(yīng)通過敏感性分析確定。對于風載荷占主導的設(shè)計工況，模擬時長可不少于10分鐘。對于波浪載荷占主導的設(shè)計工況，模擬時長不應(yīng)小于1小時。隨機種子數(shù)應(yīng)考慮設(shè)計工況、模擬時長等因素，通過敏感性分析確定。當波浪載荷占主導時，隨機種子數(shù)不應(yīng)少于6個。9.3一體化計算9.3.1一體化計算可根據(jù)分析目的、關(guān)注對象和資料完整性，采用完全耦合、子系統(tǒng)耦合、簡化方法等。9.3.2完全耦合方法應(yīng)構(gòu)建漂浮式海上風力發(fā)電機組及海洋環(huán)境多物理場整體模型，采用時間步進方法進行統(tǒng)一求解。氣動、水動模型可基于N-S方程，并引入控制、系泊系統(tǒng)方程。9.3.3子系統(tǒng)耦合方法應(yīng)分別計算氣動載荷、水動力載荷、運動響應(yīng)以及控制指令的反饋，通過迭代求解，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的相互作用（圖1）。子系統(tǒng)之間應(yīng)保證模型參數(shù)一致、數(shù)據(jù)雙向傳遞，結(jié)果正確匹配。圖1子系統(tǒng)耦合方法示意圖9.3.4簡化方法計算時可進行以下簡化：a）各子系統(tǒng)之間可采用單向耦合、數(shù)據(jù)單項傳遞，可采用氣動、水動子系統(tǒng)生成的載荷計算漂浮式基礎(chǔ)運動響應(yīng)。b）忽略驅(qū)動載荷與控制系統(tǒng)造成的影響，風力發(fā)電機所受的氣動載荷以時程曲線、風力系數(shù)或定常力等方式施加。c）忽略系泊系統(tǒng)非線性作用的影響，采用回復力矩陣進行計算。9.4合理性分析與模型試驗驗證9.4.1一體化計算分析結(jié)果應(yīng)進行規(guī)律性和量值范圍的合理性分析，包括葉片變形及載荷，塔架變形及載荷、機艙運動、漂浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運動以及錨定系統(tǒng)受力等。9.4.2分析結(jié)