海上风电筒型基础风机结构体系动力响应分析

发布时间：2021-01-15 21:53

　　风荷载和波浪荷载是近海风机结构的主要环境荷载,合理确定风荷载和波浪荷载是对结构进行受力分析的基础。作用于塔架上的风荷载以及作用在筒型基础过渡段的波浪荷载会使塔架和筒型基础产生比较大的内力。同时由于风荷载和波浪荷载的随机性特点,筒型基础和塔架还会产生振动。研究筒型基础风机结构的动力特性,分析结构在风、浪荷载下的动力响应是结构安全性评估的重要部分,同时对指导筒型基础和塔架结构的设计具有重要的参考价值和工程意义。本文针对风电结构安装海域的风况,根据风荷载随机性的特点,把塔架划分为14段,基于谐波叠加法模拟得到14个位置处作用在塔架上的风荷载时程。把筒型基础和塔架连接的过渡段等效为大直径圆筒,在实测的波高和周期基础上,运用线性波浪理论模拟随机波浪,并结合绕射理论推导出作用在大尺度结构上的波浪力时程。本文用有限元软件ABAQUS建立了3兆瓦筒型基础风机结构的有限元模型,并详细介绍了模型的单元划分情况和边界条件。通过对筒型基础风机结构进行模态分析,计算得到了结构本身的振动特性。并在模态分析的基础上用dynamic implicit分析模块进一步计算分析了结构在风荷载和波浪荷载单独作用下的动力响应。... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

010年世界风能装机容量图

第一章 绪论1.2.2 海上风电结构的基础形式发电成本是制约海上风电发展的主要原因。根据以往的研究，根据现在的技术情况和 20 年设计寿命来算，海上风电的发电成本约折合人民币 0.42 元。然而影响海上发电成本的一个重要因素是风电基础结构的成本。目前，在整个海上风电场的建设中，基础结构部分大约占成本的 15%-20%。相比较陆上风电，基础部分只占 5%-10%[3]。因此，降低海上风电成本的一个主要途径就是发展低成本的海上基础结构。目前海上风电机组基础结构有重力式、负压桶结构、单桩结构、三角架结构、导管架结构和浮式结构[4-6]，如图 1.2 和图 1.3 所示。目前，单桩基础是海上风电场应用最多的一种基础,其次是重力式基础。

目前海上风电机组基础结构有重力式、负压桶结构、单桩结构、三角架结构架结构和浮式结构[4-6]，如图 1.2 和图 1.3 所示。目前，单桩基础是海上风用最多的一种基础,其次是重力式基础。图 1.2 基础结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析[J]. 李德源,刘胜祥,张湘伟.  机械工程学报. 2009(12)
[2]垂向动载荷下桶形基础响应实验研究[J]. 矫滨田,鲁晓兵,张建红,时忠民.  海洋工程. 2009(03)
[3]海上风力发电塔脉动风速时程数值模拟[J]. 陈小波,陈健云,李静.  中国电机工程学报. 2008(32)
[4]高耸结构随机风荷载的数值模拟[J]. 孙作玉,王晖.  广州大学学报(自然科学版). 2008(05)
[5]风力机塔筒抗台风设计[J]. 汤炜梁,袁奇,韩中合.  太阳能学报. 2008(04)
[6]海上风力发电机组塔架海波载荷的分析[J]. 王湘明,陈亮,邓英,王婀娜.  沈阳工业大学学报. 2008(01)
[7]海上风电场降低成本前景分析[J]. Martin Junginger,Andre Faaij,Wim C.Turkenburg,吕斌.  上海电力. 2007(04)
[8]波浪力作用下钢管桩施工平台随机动力响应分析[J]. 居艮国,吕风梧,王彬.  铁道科学与工程学报. 2006(05)
[9]风荷载的几种模拟方法[J]. 刘锡良,周颖.  工业建筑. 2005(05)
[10]桶形基础极限承载力特性研究[J]. 张金来,鲁晓兵,王淑云,时忠民,张建红.  岩石力学与工程学报. 2005(07)

硕士论文
[1]海上风机结构动力反应分析[D]. 陈法波.大连理工大学 2010
[2]近海风机塔架风浪荷载分析[D]. 陈为飞.浙江大学 2010
[3]近海风力机风波联合作用下的载荷分析研究[D]. 蔡安民.汕头大学 2007



本文编号：2979576