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在海南萬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)船舶與海洋工程計算水動力學(xué)研究中心(CMHL)主任萬德成教授以漂浮式風(fēng)機一體化分析與降低成本設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)為題，從漂浮式風(fēng)機研究背景、一體化耦合性能分析、降本增效優(yōu)化設(shè)計、總結(jié)與展望四個方面進行了闡述。

萬德成教授首先介紹了漂浮式風(fēng)電發(fā)展背景。深遠海風(fēng)能開發(fā)一定是未來重要趨勢，不僅僅因為它有大量的風(fēng)能，更取決于現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)需要調(diào)整。目前開發(fā)的風(fēng)能多數(shù)來自于內(nèi)陸，未來海洋應(yīng)該是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整里面一個重要組成部分。

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、氣動、結(jié)構(gòu)、葉片、系泊、結(jié)構(gòu)力學(xué)等綜合相互作用的問題，是一個綜合學(xué)科的耦合，從力學(xué)角度來說是非常復(fù)雜的問題。目前有很多軟件大部分都是單項耦合，水動氣動是分開求解，然后把相互作用各自帶進去，這種耦合解決了一些表層的問題，但是沒有解決真正的一體化問題。而解決這一問題方法便是雙向耦合，將水動和氣動形成一個整體方程求解。在深遠海，浮體是大幅度運動，如果做單項耦合的話，它們之間的非線性相互作用就很難體現(xiàn)，不符合大幅度運動問題。漂浮式風(fēng)機未來一定是走向大型化，水動與氣動的雙向耦合是必然趨勢。一體化的整體仿真系統(tǒng)包括氣動、水動、水彈性、浮體、系泊系統(tǒng)。

萬德成介紹，降低成本的關(guān)鍵技術(shù)包括輕量化設(shè)計和優(yōu)化協(xié)同設(shè)計。輕量化設(shè)計包括材料和結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)可選用實體、空心等。優(yōu)化設(shè)計可以從水動力性能、平臺結(jié)構(gòu)形式、葉片結(jié)構(gòu)形式、運動優(yōu)化、結(jié)構(gòu)質(zhì)量等方面開展。開發(fā)以水動結(jié)構(gòu)、運營響應(yīng)為目標的一體化設(shè)計軟件是降低海上風(fēng)電成本的有效途徑。

最后，萬德成教授從伺服耦合性能準確預(yù)報、真實復(fù)雜大氣入流下浮式風(fēng)機全耦合性能預(yù)報、尾流干擾、基于機器學(xué)習(xí)的快速預(yù)報等方面對海上漂浮式風(fēng)電的發(fā)展進行了展望。他提到，基于機器學(xué)習(xí)的快速預(yù)報是非常關(guān)鍵的。未來我們可以通過現(xiàn)場測試、模型試驗和數(shù)字仿真結(jié)合起來以數(shù)字孿生的形式，形成基于大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)的模型進行預(yù)報，反映真實的一體化，能更好地預(yù)報漂浮式風(fēng)機的問題。

原標題：萬德成：漂浮式風(fēng)機一體化分析與降低成本設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)