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随着新能源在世界范围的快速发展,漂浮式海上风电机的发展受到了越来越多的关注。虽然漂浮式海上风电机有着不少的优势,但其存在所处自然环境十分恶劣而且及其自身漂浮不固定的特点,导致其振动响应较大,从而使漂浮式海上风电机工作不稳定且易发生故障,因此有效地减小漂浮式风电机的振动是非常重要的。目前海上风电研究的重点是设计工程师如何选择减振装置并将其合理有效地应用到海上结构,以将它的振动最小化。本文通过理论推导和有限元求解的方法对spar型漂浮式风电机的减振装置进行了设计,主要内容和结论如下:本文提出了一种新型被动控制的漂浮式海上风电机结构。首先利用哈密顿原理建立了初步的三维动力学模型,在动力学模型中考虑了大转角问题(几何非线性),同时将塔架视为柔性结构,推导得出了新型被动控制的漂浮式海上风电机结构的运动方程(包含13个方程的非线性方程组)。解决了以往漂浮式海上风电机内部TMD质量和运动空间受限(减振效果受限)、理论推导为二维力学模型、基本假设为小转角、塔架为刚体等问题。通过ABAQUS有限元建模与实验数据对比即验证了ABAQUS所建模型的可行性。然后利用ABAQUS求解了初步力学模型的动力响应,发现减振效果明显,在分析原因之后,对初步的力学模型进行了改进,然后分析了所建新型被动控制的漂浮式海上风力机结构的一系列参数对减振效果的影响,发现了所设计圆柱环质量和圆柱环的浮心位置对减振效果的影响较大。并总结了减振效果随参数变化的规律,当6),(8的取值共同由小增大时,横摇和纵摇的减振效果均呈现先增大后减小的趋势,并找出了最佳的6),(8设计值。通过与以往风力机内部TMD法的减振效果对比,发现本文设计方案的振动控制效果较以往控制方案的控制效果有着非常大的提升,从而使spar型漂浮式海上风力机在极端荷载环境的稳定运行变成为可能。