近海風(fēng)力機(jī)單樁式塔架風(fēng)波載荷及其影響因素研究.pdf

1、近年來(lái)，安裝于近海處的海上風(fēng)力機(jī)的裝機(jī)容量越來(lái)越大，準(zhǔn)確地分析其所受到的隨機(jī)風(fēng)和波浪載荷是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問(wèn)題，而這類風(fēng)力機(jī)的塔架基本上采用單樁式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其底部有很長(zhǎng)一部分與泥沙接觸，樁土作用對(duì)整個(gè)風(fēng)力機(jī)的動(dòng)力特性有很大影響，研究泥沙對(duì)塔架的作用對(duì)于海上風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性運(yùn)行具有重要的意義。
　　 本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于剛-柔多體系統(tǒng)模型的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析”，在充分研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)

2、上，本文對(duì)海上風(fēng)力機(jī)單樁式塔架隨機(jī)風(fēng)載荷、波浪載荷計(jì)算及其在泥沙的非線性約束作用下的動(dòng)力響應(yīng)與動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，包括：
　　 1.從海上風(fēng)力機(jī)單樁式塔架與海底泥土受力原理出發(fā)，結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)資料，選取合適的p-y曲線建立塔架的樁土作用力學(xué)模型，應(yīng)用分布的非線性彈簧模擬樁土相互作用，分析單樁式塔架與泥沙載荷相互作用以及泥沙特性對(duì)塔架動(dòng)力響應(yīng)與力學(xué)特性的影響。
　　 2.對(duì)現(xiàn)有的各種波浪理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析與推導(dǎo)，根據(jù)塔架

3、安裝點(diǎn)的海洋環(huán)境參數(shù)，確定了描述隨機(jī)海浪的方法。研究了波浪載荷中相關(guān)參數(shù)的選取方法。
　　 3.分析了海上風(fēng)力機(jī)葉輪和塔架的氣動(dòng)載荷，給出了各自的求解方法，對(duì)于塔架的空氣繞流問(wèn)題進(jìn)行了研究，探討了塔架工作時(shí)氣動(dòng)力系數(shù)的取值問(wèn)題。
　　 4.根據(jù)已經(jīng)求得的塔架風(fēng)浪載荷及泥沙載荷建立有限元結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程，分別運(yùn)用P-M和JONSWAP波浪譜模型，求出了塔架在風(fēng)載荷、波浪載荷及泥沙載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)，分析了塔架在有無(wú)泥沙載荷