使用具有频率相关系数的 Morison 方程增强海上风机的流体动力学建模
大气与海洋物理
2025-09-17 v1
摘要
本文提出了一种在 Morison 方程中实现频率相关流体动力学系数的新方法，该方法广泛用于流体动力学建模。由于阻力系数随波频率变化，使用 Morison 方程进行准确的流体动力学预测需要引入频率相关的阻力系数。为了解决这个问题，所提出的方法将频域划分为不同的区域，例如低频（共振）区和高频（波浪）区。不再在整个频谱上使用恒定的阻力系数，而是为这些区域分配不同的阻力系数。为了实现这一点，对共振区应用五阶低通 Butterworth 速度滤波器，而对波浪主导区应用一阶高通 Butterworth 速度滤波器。使用 INO WINDMOOR 12MW 半潜式海上风机对该方法进行了验证，将仿真结果与实验数据进行了比较。通过引入频率相关的阻力系数，该模型在两个频率区域均显示出与实验纵荡运动数据更好的一致性，证明了所提出方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2509.12536,
title = {Enhanced Hydrodynamic Modeling of Offshore Wind Turbines using Morison's Equation with Frequency-Dependent Coefficients},
author = {Md Sakif and Doyal Sarker and Kazi Mohsin and Tri Ngo and Tuhin Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12536},
year = {2025}
}