1. 研究目的与意义（文献综述）

人类利用风能的历史可以追溯到公元前，风能曾经作为重要的动力，用于船舶航行，提水饮用和灌溉，排水，磨面和锯木等。我国是最早使用帆船和风车的国家之一。古甲骨文中的帆字，表面在商代就出现了帆船。“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海”的诗句表明，在唐代，风帆已广泛用于江河航运中。明朝永乐年间，中国航海家郑和七下西洋，庞大的宝船便是风帆驱动，代表了我国最辉煌的风帆时代。工业革命以后，随着煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等的原因，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，逐渐被淘汰。但自1973年，世界石油危机以来，在常规能源逐渐枯竭和全球生态环境恶化的双重压力之下，古老的风能作为新能源的一部分才重新引起了人们的重视，并逐步得到发展^[1]。

现代风力发电机起源于丹麦，自1991年丹麦建成世界首个海上风电场以来，海上风电发展迅猛，截至2016 年底，世界海上风电总装机容量已达14384ＭＷ^[2]。风力发电在解决发展中国家无电农牧区的用电方面起到了重要的作用，特别是20世纪70年代以后，利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段，世界不同地区建立了许多大中型的风电场。至2009年底，世界风力装机总量达到158000mw，年度增长率达到41%。受中国和印度的推动，亚洲风电已经超越欧美成为重要的新兴市场。到2020年，世界风力装机总量将达到230000~265000mw，风电将占总用量的14.2%~16.7%,预计到21世纪中叶，风能将会成为世界能源供应的支柱之一，成为人类社会可持续发展的主要动力源^[3]。

风电近十年有了非常大的发展，尤其是2005年我国颁布了《可再生能源法》，重点发展可再生能源发电之后，国内投资风电的热情十分高涨，风电增长速度非常快。中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会，国际环保组织绿色和平以及全球风能理事会共同发布《中国风电发展报告2010》^[4]，该报告显示，中国已成为世界风能行业的领军人物，2009年，中国风电新增装机1380万kw，超越了美国，成为当年新增风电装机容量的世界第一。该报告指出，中国的风能尤其是海上风能潜力巨大，到2020年，风电累计装机可以达到2.3亿kw，这相当于13个三峡电站；总发电量可以达到4649亿kw时，这相当于200个火电厂。届时，风电将成为中国主要能源来源之一，总装机容量占全国电力装机容量的15%左右，每年可以减少4.1亿t二氧化碳排放，或者少消耗1.5亿t的标准煤。这对于能源消耗以煤炭为主，雾霾严重的中国来说，无论从环保角度还是国家能源安全的角度都有十分重要的意义。随着陆上风力资源被大规模地开发利用，海上风力发电因稳定、风速高、可利用率高、发电量大、不占用土地资源、风电场靠近经济发达地区、距离电力负荷中心近、风电并网和容易运用等优点，得到了世界各国的青睐，丹麦、德国已将风电发展的重心转移到海上^[5]。未来我国要实现可持续发展，海上风电场的选址与建设以及风电安装船的设计，开发与运用都必不可少。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：

本课题从海上风电安装船的发展历程，类型入手，通过分析不同风电安装船的船型，风电场的水文条件选定合适的风电船作为母型船，以maxsurf软件作为建模工具，完成风电安装船初步船型方案的设计与三维建模工作，并进行静水力计算。利用aqwa软件完成规则波中六自由度的运算。选择合适的海浪谱，结合频响函数，完成不规则波中的运动预报并结合相关标准进行评估。

技术方案及措施：

3. 研究计划与安排

（1）第1—2周：通过调研，收集资料，对毕业设计内容进行分析，完成开题报告、调研报告、收集外文翻译资料。

（2）第3-4周：学习建模软件(catia或maxsurf)，根据排水量和尺度参数等要求，形成初步船型方案，完成静水力计算和三维建模工作。

（3）第5—8周：学习耐波性预报软件理论方法和aqwa软件使用，完成初步船型方案的运动响应计算和验证。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 黄素益，高伟。[m]《能源概论》57-58

[2] global wind 2016 report. [r] .brussels：gwec 2017

[3] 黄素益 杜一庆 明庭瑧。[m]《新能源技术》 77-78