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奔特力孟文:漂浮式风电设计主题新思路

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-24   来源:能见APP  浏览次数:149
核心提示:CWP2019进一步加强了大会的国际化特色,组织了20余场精彩论坛和各类活动。海上风电技术论坛(II)于10月23日下午召开。奔特力软件有限公司海工行业首席工程师孟文出席论坛并作主旨发言。
  2019年10月21-24日,2019北京国际风能大会暨展览会(CWP2019)在北京隆重召开,大会主题“风电助力‘十四五’能源高质量发展:绿色、低碳、可持续”。自2008年首次在北京举办以来,已连续举办11届,成为北京金秋十月国内外风电行业争相参与的年度盛会。
  CWP2019进一步加强了大会的国际化特色,组织了20余场精彩论坛和各类活动。海上风电技术论坛(II)于10月23日下午召开。奔特力软件有限公司海工行业首席工程师孟文出席论坛并作主旨发言。
  
  孟文:大家下午好,很高兴来到这里跟大家作这样一个交流,我是孟文,来自奔特力软件公司。
  
  我今天跟大家分享的主题是我们奔特力软件公司在漂浮式的基础设计的一个软件解决方案。
  
  首先我简单的介绍一下我们奔特力软件公司,奔特力应该是世界上最大的工程软件的提供商之一,然后我们在工程行业的各个领域为我们的用户提供综合性的解决方案,我们公司实际上有100多款产品,然后我们今天要讲的就是我这个框里面这样一个,就是针对我们海洋工程行业的这样一些产品。
  
  我今天主要介绍的实际上就是我们海工行业,针对于我们海上风电行业的两款设计软件,一个是我们的SACS一个是我们的MOSES,这两款产品其实都在行业已经应用超过四十多年了。
  
  比如说SACS,大家比较熟悉的这种传统的固定式结构,全球我们可以说有超过80%的固定式的海洋结构都是使用我们的SACS作为设计软件,对于现在这个方兴未艾,就是比较火热的浮式风电这个前沿的科特,我们也通过我们的SACS跟MOSES两款软件来给我们用户提供这样一个设计的工具。
  
  MOSES是一款专门的水动力的分析工具,它也被广泛用作我们各种浮式平台的设计以及它的一个施工安装的分析。
  
  我们这两款软件其实在国内整个行业,海工行业以及海上风力行业有着广泛的客户,不管是国内国外,大家可以看到从我们风力行业的业主到厂商到设计院到主要的施工安装,基本上都是我们的客户。
  
  下面我们来到这个浮式风电设计的主题,刚才已经有很多嘉宾对这个海上浮式风机的设计,已经进行了很多的讲解,我们在现在,因为这是一个比较前沿的课题,所以我们有很多的概念有很多的设计方法,我们这里基于奔特力的一个理解,我们提出来这样一个设计流程,当然这是一个闭环的,首先我们有一个概念,浮式的基础形式,要对它进行建模从软件角度来说,建完模之后我们要进行它的一系列的分析,对于我们浮式风机比较特殊,因为它包含我们的基础跟我们的上部风机发电机构两部分,这是涉及到两个不同的学科,对于我们这个浮式基础来说是水动力的课题,对于上部的风机来说它是一个空气动力学的问题,所以这样一个软件仿真就要求你既要做到水动力跟空气动力学的一个数据的集成跟耦合。
  
  那么我们现在提出这样一种思路,我们可以首先在MOSES对基础结构进行建模以及水动力的分析,那么我们水动力的数据库可以导出到我们的空气动力学计算的软件,里面进行整机的载荷计算,完成之后我们MOSES可以读取这些风机空气动力学软件所导出来的风机所产生的载荷,在MOSES进行一个完整的时域的耦合的动力分析,对这个浮体进行性能设计,它的稳性、动性能,你的系泊系统的校核都可以。当然我们浮体同时还要进行结构的校核,我们要考虑基础结构的强度跟疲劳。
  
  在以前其实我们的水动力计算跟结构计算之间,大家要进行数据传递是非常困难的,你通常要进行一个手动的网格影射,现在基于我们奔特力的MOSES跟SACS的接口技术,我们直接MOSES里面算完水动力之后直接可以提取生成一个我们叫SACS的输入文件,不需要用户做任何的手动的数据传输,然后直接读取这个MOSES的结果文件进行后续的结构校核。
  
  我这里会有一些动画视频,大家可以简单看一下我们这个设计的一些功能优点,首先我们在建模方面我们希望提供给我们用户一个非常智能化,非常参数化的一个建模工具,你可以针对你的任何一种结构,你只要在表格参数化的定制一些参数,我们这个程序通过内部的编译器,因为MOSES本身是基于这个命令语言的,所以定立好了主要参数之后,我们可以转入内部的建模命令,自动帮我们的用户去成得到一个水动力分析的模型,就是结构以及网格模型,非常方便。
  
  有的用户可能会问,说如果我的结构形式比较特殊,这样一个参数化的工具是基于MOSES自带的命令语言,这个命令语言任何用户都可以自己去创立自己去编辑,所以没有问题,都非常方便。
  
  下面我要讲一下我们这个水动力计算,当然水动力计算我们可以进行结构的运动,要进行对它的速度,加速它的最大位移,倾角我们都要控制,当然MOSES作为一个传统的水动力分析软件是没有问题的。我们现在要讲一下应该是说一个比较最新的功能,就是一个叫运算的功能,因为我们在水动力运算里面要考虑不同的工况,简单说来对一个浮式平台来说要考虑吃水工况,包括后续的,要考虑很多的工况,如果你一个一个算这个速度肯定很慢,我们基于这个Bentley最新的运算功能,可以让我们用户配置你内部的局域网,也不需要联到外部的网络,内部的三台电脑甚至五台电脑十台电脑,可以通过每台组电脑去控制同时运行所有的计算,这样就大大提升了我们对于这水动力计算的效率。大家可以看到我现在有五台电脑,就是这个局域网,可以同时算我们五个,一个浮式平台五个不同的工况,分别不同的吃水条件,计算去得到我们浮体的水动力的数据库。
  
  那么在这个计算过程中我们也不用等到每一个计算完成,就是任何一个计算完成可以立即去察看那个水动力计算结果,比如说我们这个半潜平台算完之后,它的RIO、运动幅度的 结果、它的波浪力,都可以去进行察看,这是一个非常方便的运算功能。
  
  我们目前的思路,就是我们考虑国内目前大部分风机厂商还是使用Bentley进行风机载荷计算,所以就是在我们的MOSES水动力之间提供一个跟Bentley的接口,因为Bentley必须要考虑基础的水动力,我们在MOSES进行基础建模以及水动力计算之后我们可以导出一个水动力的数据库,我们可以在MOSES之后自动取出一个,然后如果我们要算这个浮体的风机载荷,我们可以直接去导入MOSES,计算输出的水动力数据库,所以说这是我们可以来进行这样一个数据的导入。
  
  我们可以选择刚才在MOSES里面算完的水动力数据库,然后导到Bentley里面就可以进行当前工况的一个求解,当然Bentley你要定义好你的风电机组定义好控制策略,再加上你的基础,浮式基础的一些数据,我们就可以进行一个计算,这些数据就可以看到,我们水动力的这些基础数据都是可以导到Bentley来。
  
  我们进行相应的载荷运算,一般我们是做一个600秒的运算,算完之后,我们的结果就是一个我们的模拟的风机载荷,当然我们可以提取任何一个位置,比如说我们塔筒顶端或者塔筒底端的风机的载荷,这个曲线就是我们得到的一个结果,我们做了一个简单60秒的模拟,算完之后的这个载荷我们后续就可以直接到MOSES里面去进行后续的整体的响应计算。
  
  这里就是我们已经导入了一个风机的载荷,加上我们自身的基础的浮式结构加上系泊的系统,我们可以做实时的计算,得到比如说这个加入稳性,加上它的运动性能,系泊缆的张力。
  
  下一步就是我们结构的详细校核,我们就是要进行强度,极限强度或者疲劳,工况的校核,我们借助于我们SACS作为一个我们业界的海工结构的标准软件,跟MOSES进行一个数据传输的接口,就是我们MOSES算完水动力之后会生成结构上面压,然后这个面压在MOSES算完之后可以自动存储到一个数据库文件,这个文件就是我们叫SACS的通用求解问题,用过SACS的都知道,SACS可以直接读取这个文件,不用用户再做任何的载荷传递就可以进行后续的结构校核,这个时候在SACS可以直接进行计算,得到你想要的内力硬力结果,进行校核,这是整个一体化的过程。
  
  这是我们这个结果里面比如说要察看单元的上面的硬力,以及我们可视化的去察看我们的一个结果,非常方便。
  
  当然了,大家关注一个厂商提供的这个软件,提供的这个解决方案你的精度怎么样,实际上我们也做了,针对这个软件做了很多的校核,所以针对现在的浮式风电的OCA项目,OC3,OC4,OC5的结果,我们跟这些结果都做了很多内部的验证,我们这些结果都可以提供给大家去察看,比如说这里有一些我们这个节目,系泊缆的一些结果进行对比。
  
  我们最新的OC6的项目也在进行当中,这个结果应该会在2020年初会公布,然后Bentley也作为合作伙伴之一加入了这个项目,然后我们MOSES这个计算的结果也会在OC6的项目里得到一个公布验证。
  
  最后要讲一点就是说作为一个软件厂商对不对,我们提供了软件解决方案,我们是希望能够跟我们业内的同行,比如说我们的设计院我们的厂商进行共同合作,根据大家的需求我们共同去把这个浮式风电解决方案给更加去完善。
  
  好吧,谢谢大家。
  
  (根据演讲速记整理,未经演讲人审核)
 
 

 
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