机械工程学报

作者：魏赏赏, 李智寒, 高宪花, 王新, 刘惠文, 许昌

单位：1. 河海大学新能源学院 常州 213200;2. 南京工程学院信息与通信工程学院 南京 210096

关键词：漂浮式风力机,尾流,风浪联合,运动响应；

基金：国家自然科学基金青年基金(52406233，52106239)、中国博士后面上基金(2024M750738)、常州市科技应用基础研究(CJ20240095)和江苏省碳达峰碳中和科技创新(BT2024004)资助项目。

漂浮式风力机(Floating offshore wind turbines, FOWTs)受到风浪复杂海洋环境的影响，因此厘清风浪联合下FOWTs运动响应及其尾流演变规律具有重要意义。为此，以立柱式风力机为研究对象，研究了风浪联合下FOWTs纵摇运动响应以及尾流演变规律。结果表明，波浪的非线性特性对机组运动相位具有较大影响，五阶Stokes波下机组较一阶Airy波出现4.75%的相位滞后。并且通过谱分析发现，波浪频率为FOWTs气动力的主要影响频率，其次是风轮自身转动频率，最后为塔筒干涉频率。在尾流方面，波浪的存在加速气动尾流恢复，使得下叶尖涡抬升从而导致尾流中心线上移，尾流空间分布呈现非对称性。相比静水工况，1阶波下7D处轮毂中心速度提升5.86%，9D处轮毂中心速度提升30.29%，且5阶Stokes波下尾流恢复快于1阶Airy波。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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