新型全潛式浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展，陸地上的風(fēng)機(jī)總數(shù)已經(jīng)趨于飽和，海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)將成為未來發(fā)展的重點(diǎn)。與陸上風(fēng)電不同，海上風(fēng)電的發(fā)展需要解決海上風(fēng)電基礎(chǔ)的問題。海上風(fēng)電基礎(chǔ)形式有很多種，主要包括重力式結(jié)構(gòu)、單樁結(jié)構(gòu)、三角架結(jié)構(gòu)、導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)和浮式結(jié)構(gòu)。由于傳統(tǒng)固定基礎(chǔ)對(duì)于水深有一定的要求，因而限制了海上風(fēng)電向更深水域的擴(kuò)展。相比傳統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而言，浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉、便于施工，而且有利于海上風(fēng)電向深海發(fā)展，是未來海上風(fēng)電基礎(chǔ)發(fā)展的主流方向。
　　與

2、傳統(tǒng)的固定基礎(chǔ)不同，浮式基礎(chǔ)的控制因素是浮式基礎(chǔ)及其上部風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)幅值，而非基礎(chǔ)內(nèi)力。本文提出了一種新型的全潛式浮式基礎(chǔ)，并通過數(shù)值模擬軟件Moses對(duì)影響全潛式浮式基礎(chǔ)的動(dòng)力特性的筒間凈距、浮筒高寬比、錨鏈長(zhǎng)度、錨鏈與豎向夾角等因素進(jìn)行了分析。通過數(shù)值模擬分析得出:浮筒凈距越大，全潛式浮式基礎(chǔ)的自浮穩(wěn)性越好，其縱搖運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)、縱蕩運(yùn)動(dòng)越劇烈。浮筒的高寬比越大，全潛式浮式基礎(chǔ)的自浮穩(wěn)性越差、其縱搖加速度越小、垂蕩運(yùn)動(dòng)越劇烈。浮筒高寬

3、比的變化對(duì)于全潛式浮式風(fēng)機(jī)的縱蕩運(yùn)動(dòng)影響不大。錨鏈長(zhǎng)度越大，全潛式浮式基礎(chǔ)的縱搖運(yùn)動(dòng)以及垂蕩運(yùn)動(dòng)越劇烈，但全潛式浮式基礎(chǔ)的縱蕩運(yùn)動(dòng)幅值及加速度幅值隨著錨鏈長(zhǎng)度的增大而減小。隨著錨鏈與豎向夾角的增大，全潛式浮式基礎(chǔ)的縱蕩運(yùn)動(dòng)幅值略有增加，但比較小，加速度幅值隨著錨鏈與豎向夾角的增大而增大的趨勢(shì)較為明顯。
　　本文還對(duì)影響全潛式浮式基礎(chǔ)特性的環(huán)境因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明:浮筒頂面距海平面的距離越大，全潛式浮式基礎(chǔ)受到波浪的影響越小，全

4、潛式浮式基礎(chǔ)的安全性越高。風(fēng)力對(duì)于全潛式浮式基礎(chǔ)的影響更多的是在水平向、豎向上的剛體運(yùn)動(dòng)，在風(fēng)速和風(fēng)向一定的情況下，對(duì)全潛式浮式風(fēng)機(jī)的各向運(yùn)動(dòng)是一種持續(xù)的加成作用。對(duì)于全潛式浮式基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)劇烈程度影響最為明顯的是波浪工況，隨著波高的增大，全潛式浮式基礎(chǔ)的縱搖運(yùn)動(dòng)、垂蕩運(yùn)動(dòng)以及縱蕩運(yùn)動(dòng)都變得更為劇烈。
　　在極限風(fēng)浪工況下，浮式風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，只有全潛式浮式基礎(chǔ)的縱蕩運(yùn)動(dòng)的幅值相對(duì)來說比較大，總體而言，風(fēng)機(jī)及其下基礎(chǔ)在極限風(fēng)浪工況下安