海上風電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計及整體強度分析.pdf

1、海上風電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計及整體強度分析StructureDesignOverallStrengthAnalysisofFloatingFoundationfOffsheWindTurbine學科專業(yè)：船舶與海洋工程研究生：陶海成指導教師：唐友剛教授天津大學建筑工程學院二零一二年十一月摘要近年來，隨著國家新能源戰(zhàn)略的提出，海上風電技術(shù)發(fā)展迅猛。適應(yīng)近海風力發(fā)電需求的浮式基礎(chǔ)一經(jīng)提出，便得到世界各國的重視而投入大量人力和物力展開研究。浮式基

2、礎(chǔ)結(jié)構(gòu)存在的技術(shù)問題十分復(fù)雜，包括結(jié)構(gòu)計算建模、載荷計算、結(jié)構(gòu)強度及耐久性分析等，目前缺乏有效的計算方法。本文基于半潛式浮式基礎(chǔ)的選型，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，研究建模和結(jié)構(gòu)強度計算方法，對于推動我國近海風電浮式基礎(chǔ)技術(shù)的進步，提升浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析方法理論與技術(shù)水平，促進我國風電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，具有重要理論與工程意義。本文對目前國內(nèi)外海上風電浮式基礎(chǔ)的研究進展進行了概述，并對波浪載荷、流載荷、風載荷及空氣動力載荷計算的理論進行了介紹。參考美國

3、可再生能源實驗室提供的5MW水平軸風機的基本資料，根據(jù)DNV規(guī)范，采用載荷與抗力分項系數(shù)設(shè)計法對半潛式風電浮式基礎(chǔ)立柱板厚和骨材截面模數(shù)進行了設(shè)計。SESAM是專業(yè)的海洋結(jié)構(gòu)物強度和水動力分析軟件，適合用于設(shè)計和分析各種海洋結(jié)構(gòu)物。本文利用SASAMGeniE模塊，根據(jù)工程實際情況妥善地模擬了立柱、壓水板、塔架、機艙和葉片，建立了風電浮式基礎(chǔ)整體有限元模型。計算了風機運轉(zhuǎn)過程中不同風速下葉片上的變槳空氣動力載荷。針對120m水深的海域，