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在海南萬(wàn)寧舉辦的中歐漂浮式海上風(fēng)電合作論壇上，上海交通大學(xué)船舶與海洋工程計(jì)算水動(dòng)力學(xué)研究中心(CMHL)主任萬(wàn)德成教授以漂浮式風(fēng)機(jī)一體化分析與降低成本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)為題，從漂浮式風(fēng)機(jī)研究背景、一體化耦合性能分析、降本增效優(yōu)化設(shè)計(jì)、總結(jié)與展望四個(gè)方面進(jìn)行了闡述。

萬(wàn)德成教授首先介紹了漂浮式風(fēng)電發(fā)展背景。深遠(yuǎn)海風(fēng)能開(kāi)發(fā)一定是未來(lái)重要趨勢(shì)，不僅僅因?yàn)樗写罅康娘L(fēng)能，更取決于現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)需要調(diào)整。目前開(kāi)發(fā)的風(fēng)能多數(shù)來(lái)自于內(nèi)陸，未來(lái)海洋應(yīng)該是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整里面一個(gè)重要組成部分。

其次，海上風(fēng)電的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)是一體化綜合性能分析，由于涉及水動(dòng)、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、葉片、系泊、結(jié)構(gòu)力學(xué)等綜合相互作用的問(wèn)題，是一個(gè)綜合學(xué)科的耦合，從力學(xué)角度來(lái)說(shuō)是非常復(fù)雜的問(wèn)題。目前有很多軟件大部分都是單項(xiàng)耦合，水動(dòng)氣動(dòng)是分開(kāi)求解，然后把相互作用各自帶進(jìn)去，這種耦合解決了一些表層的問(wèn)題，但是沒(méi)有解決真正的一體化問(wèn)題。而解決這一問(wèn)題方法便是雙向耦合，將水動(dòng)和氣動(dòng)形成一個(gè)整體方程求解。在深遠(yuǎn)海，浮體是大幅度運(yùn)動(dòng)，如果做單項(xiàng)耦合的話，它們之間的非線性相互作用就很難體現(xiàn)，不符合大幅度運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。漂浮式風(fēng)機(jī)未來(lái)一定是走向大型化，水動(dòng)與氣動(dòng)的雙向耦合是必然趨勢(shì)。一體化的整體仿真系統(tǒng)包括氣動(dòng)、水動(dòng)、水彈性、浮體、系泊系統(tǒng)。

萬(wàn)德成介紹，降低成本的關(guān)鍵技術(shù)包括輕量化設(shè)計(jì)和優(yōu)化協(xié)同設(shè)計(jì)。輕量化設(shè)計(jì)包括材料和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)可選用實(shí)體、空心等。優(yōu)化設(shè)計(jì)可以從水動(dòng)力性能、平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式、葉片結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動(dòng)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)質(zhì)量等方面開(kāi)展。開(kāi)發(fā)以水動(dòng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)營(yíng)響應(yīng)為目標(biāo)的一體化設(shè)計(jì)軟件是降低海上風(fēng)電成本的有效途徑。

最后，萬(wàn)德成教授從伺服耦合性能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、真實(shí)復(fù)雜大氣入流下浮式風(fēng)機(jī)全耦合性能預(yù)報(bào)、尾流干擾、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的快速預(yù)報(bào)等方面對(duì)海上漂浮式風(fēng)電的發(fā)展進(jìn)行了展望。他提到，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的快速預(yù)報(bào)是非常關(guān)鍵的。未來(lái)我們可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、模型試驗(yàn)和數(shù)字仿真結(jié)合起來(lái)以數(shù)字孿生的形式，形成基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)的模型進(jìn)行預(yù)報(bào)，反映真實(shí)的一體化，能更好地預(yù)報(bào)漂浮式風(fēng)機(jī)的問(wèn)題。

原標(biāo)題：萬(wàn)德成：漂浮式風(fēng)機(jī)一體化分析與降低成本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)