论文导读与观点概要
1. 研究目的
随着近海风电开发趋于饱和，深远海漂浮式风电成为必然趋势。然而，现有的高精度CFD方法计算成本过高，难以满足大型漂浮式风电场高效发电量计算的需求。本文旨在借鉴CFD一体化仿真思路，开发一种兼顾计算效率与精度的漂浮式风电场发电量高效计算方法。通过简化气动、水动及系泊力计算模型，实现对多机组阵列在复杂海况下运动响应和发电功率的快速预报，为工程实践中的风电场布局优化和运动控制提供技术支撑。
2. 研究方法
本文采用理论建模、程序开发与试验验证相结合的方法：
3. 主要结果
🔧 模型验证
🌊 环境参数影响
📊 阵列尾流效应
4. 结论
💡 推广语：
这篇文章为漂浮式风电场的“降本增效”提供了一把计算“密钥”。研究团队巧妙地在CFD精度与工程效率之间找到了平衡点，开发出一套快速预报发电量的新方法。通过这套工具，工程师可以瞬间洞察波高、波周期和风速如何联手“指挥”风机的舞动与发电节奏。对于正在寻求深远海风电开发最优解的行业而言，这无疑是一份提升设计效率、优化场址布局的实战指南。
相关图表
本文引用格式：魏德志, 王尼娜, 王璐瑶, 等. 漂浮式风电场发电量高效计算方法研究[J]. 海洋工程, 2026, 44(2): 201-217. (WEI Dezhi, WANG Nina, WANG Luyao, et al. Research on an effective calculation method for power generation of floating wind farms[J]. The Ocean Engineering, 2026, 44(2): 201-217. (in Chinese)）
通信作者简介：刘鑫旺
刘鑫旺，男，汉族，1995年1月生，黑龙江佳木斯人，工学博士，哈尔滨工程大学副教授，硕士生导师，中国造船工程学会会员、中国数学会会员、中国工业与应用数学学会会员、中国高等教育学会教育数学专业委员会会员、黑龙江省高层次人才，入选“黑龙江省青年科技人才托举工程”项目。科研方面，主持国家自然科学基金青年项目、国家外国专家引智项目、黑龙江省自然科学基金项目等。近5年，在领域顶级期刊发表与录用论文24篇，其中SCI论文17篇，重要学术会议上发表论文30余篇，申请国家发明专利9项（授权6项），登记软件著作权5项。担任教育部高层次人才青年项目通讯评审、《Scientific Reports》编委、《海洋工程》青年编委等。荣获国际海洋与极地工程师学会（ISOPE）学术奖、全国船舶与海洋工程CFD会议优秀青年学者论文奖、《舰船科学技术》期刊优秀审稿专家、中国知网《学术精要数据库》船舶与海洋工程学科TOP1%高论文引证标准化指数论文、上海市力学学会优秀力学学者等科研奖励。教学方面，主持中国高等教育学会“高等教育科学研究规划课题”重点项目、黑龙江省高等教育教学改革项目、黑龙江省高等教育学会“高等教育研究课题”项目等。荣获全国大学生数学竞赛国家级优秀指导教师、全国高校教师教学创新大赛黑龙江赛区三等奖、全国大学生数学竞赛黑龙江赛区优秀指导教师、“智慧树杯”课程思政示范案例教学大赛二等奖等教学奖励。
参考文献
1
唐荆， 赵鹰. 半潜漂浮式风机载荷及运动响应敏感性分析［J］. 上海节能， 2024（2）： 316-325.
TANG J， ZHAO Y. Sensitivity analysis of load and motion response of semi-submerged floating wind turbine［J］. Shanghai Energy Saving， 2024（2）： 316-325. （in Chinese）
2
KOSASIH K M A， SUZUKI H， NIIZATO H， et al. Demonstration experiment and numerical simulation analysis of full-scale barge-type floating offshore wind turbine［J］. Journal of Marine Science and Engineering， 2020， 8（11）： 880.
3
程萍. 浮式风机气动-水动耦合复杂流场数值模拟［D］. 上海： 上海交通大学， 2019.
CHENG P. Numerical simulation of complex flows around floating offshore wind turbine in winds and waves［D］. Shanghai： Shanghai Jiao Tong University， 2019. （in Chinese）
4
CAI Y F， LI X， LENG S D， et al. Effect of combined surge and pitch motion on the aerodynamic performance of floating offshore wind turbine［J］. Ocean Engineering， 2024， 306： 118061.
5
REZAEIHA A， MICALLEF D. Wake interactions of two tandem floating offshore wind turbines： CFD analysis using actuator disc model［J］. Renewable Energy， 2021， 179： 859-876.
6
杜兵毅， 葛文澎， 吴涛， 等. 基于CFD与动态系泊模型耦合的漂浮式风机半潜平台运动响应数值模拟研究［J］. 海洋工程， 2024， 42（5）： 10-20.
DU B Y， GE W P， WU T， et al. Numerical simulation of motion response of a semi-submersible platform based on CFD coupled with dynamic mooring models［J］. The Ocean Engineering， 2024， 42（5）： 10-20. （in Chinese）
7
周盛涛， 向文元， 孙清， 等. 浮式风机动力系统的线性耦合动力学分析［J］. 船舶工程， 2023， 45（增刊1）： 46-52.
ZHOU S T， XIANG W Y， SUN Q， et al. Linear coupled dynamic analysis of floating wind turbines［J］. Ship Engineering， 2023， 45（Suppl1）： 46-52. （in Chinese）
8
京炅琳， 许玉旺， 杨舟， 等. 基于频域方法的漂浮式风力机水动力-气动力-控制耦合动力响应特性研究［J］. 上海交通大学学报， 2026，60（3）： 364-376.
JING J L， XU Y W， YANG Z， et al. Coupled hydro-aero-servo dynamic response analysis of floating wind turbines based on frequency-domain method［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University， 2026，60（3）： 364-376. （in Chinese）
9
杨礼东， 姜玉挺， 林子赫， 等. 塔柱和风机位置对半潜式浮式风机系统动力性能的影响研究［J］. 舰船科学技术， 2023， 45（21）： 125-131.
YANG L D， JIANG Y T， LIN Z H， et al. Research on the influence of tower and wind turbine position on dynamic performance of FOWT［J］. Ship Science and Technology， 2023， 45（21）： 125-131. （in Chinese）
10
李蜀军， 岳敏楠， 王博， 等. 不同海况下漂浮式风电场大型化响应分析［J］. 动力工程学报， 2021， 41（11）： 991-1000.
LI S J， YUE M N， WANG B， et al. Large-scale response analysis of floating wind farm under different sea conditions［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering， 2021， 41（11）： 991-1000. （in Chinese）
11
岳新智， 刘青松， 缪维跑， 等. 半潜式平台漂浮式风力机阵列平台普通海况动态响应研究［J］. 热能动力工程， 2022， 37（9）： 152-160.
YUE X Z， LIU Q S， MIAO W P， et al. Research on dynamic response of semi-submersible floating wind turbine array platform in normal sea state［J］. Journal of Engineering for Thermal Energy and Power， 2022， 37（9）： 152-160. （in Chinese）
12
戴琼霖， 刘明月， 杨灿， 等. 浮式风机限制性耦合与全耦合数值计算［J］. 船舶工程， 2023， 45（7）： 170-178.
DAI Q L， LIU M Y， YANG C， et al. Restrictive coupling and full coupling numerical calculation of floating wind turbine［J］. Ship Engineering， 2023， 45（7）： 170-178. （in Chinese）
13
王博， 丁勤卫， 李春， 等. 极限海况下Spar平台漂浮式风电场平台动态响应研究［J］. 热能动力工程， 2019， 34（9）： 164-172.
WANG B， DING Q W， LI C， et al. Dynamic response of floating wind farm platform of spar-type offshore platform under extreme sea conditions［J］. Journal of Engineering for Thermal Energy and Power， 2019， 34（9）： 164-172. （in Chinese）
14
何鸿圣， 李蜀军， 岳敏楠， 等. 风浪异向下漂浮式风电场平台动态响应研究［J］. 热能动力工程， 2022， 37（8）： 166-174.
HE H S， LI S J， YUE M N， et al. Research on dynamic response of floating wind farm platform under wind-wave misalignment［J］. Journal of Engineering for Thermal Energy and Power， 2022， 37（8）： 166-174. （in Chinese）
15
LIU Q S， MIAO W P， YUE M N， et al. Dynamic response of offshore wind turbine on 3×3 barge array floating platform under extreme sea conditions［J］. China Ocean Engineering， 2021， 35（2）： 186-200.
16
WANG K， CHEN S Q， CHEN J H， et al. Study on wake characteristics of fixed wind turbines and floating wind turbines arranged in tandem［J］. Ocean Engineering， 2024， 304： 117808.
17
ROBERTSON A， JONKMAN J， MASCIOLA M， et al. Definition of the semisubmersible floating system for phase II of OC4［R］. Golden， CO，USA： NREL， 2014.
18
ROBERTSON A， JONKMAN J. Loads analysis of several offshore floating wind turbine concepts［C］//Proceedings of the ISOPE International Ocean and Polar Engineering Conference. ［S.l.］： International Society of Offshore and Polar Engineers， 2011： ISOPE-I-11-204.
19
HUANG Y， ZHUANG Y， WAN D C. Hydrodynamic study and performance analysis of the OC4-DeepCWind platform by CFD method［J］. International Journal of Computational Methods， 2021， 18（4）： 2050020.
20
COULLING A J， GOUPEE A J， ROBERTSON A N， et al. Validation of a FAST semi-submersible floating wind turbine numerical model with DeepCwind test data［J］. Journal of Renewable and Sustainable Energy， 2013， 5（2）： 023116.
21
KHEIRABADI A C， NAGAMUNE R. A low-fidelity dynamic wind farm model for simulating time-varying wind conditions and floating platform motion［J］. Ocean Engineering， 2021， 234： 109313.
END
期刊简介
本刊是全国中文核心期刊，中国科技核心期刊，《中国科学引文数据库》（CSCD）核心期刊，CSCIED科技核心期刊，美国《剑桥科学文摘》(CSA)、日本科学技术振兴机构数据库（JST）、科技期刊世界影响力指数(WJCI)等收录期刊，中国科技论文统计源期刊等。
先后荣获中国国际影响力优秀学术期刊、国家级优秀海洋期刊、学术影响力进步期刊、第八届华东地区优秀期刊、江苏期刊明珠奖·优秀期刊（2025）、中国科技期刊卓越行动计划二期集群(集团)化试点项目(A类)集群期刊、中国科协高水平中文期刊培育项目资助等荣誉。
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