单桩基础风机耦合动力响应研究

发布时间：2022-02-09 01:16

　　海上风机在变化多端的风和浪流的联合作用下工作,对支撑结构在各种工况下的动力响应研究显得很有必要。对支撑结构的动力响应分析涵盖了风浪流组合方式、陆上风机支撑结构的动力响应分析、波浪对固定单桩的载荷计算、风机运行载荷计算及桩—土关系即桩的固定方式等等。从目前海上风机结构设计和研究的现状来看,大多数学者都是通过仿真软件把风机支撑结构和叶片放在一起,建立了有限元模型,通过先预算载荷然后加载的方式进行。而本文简化结构模型,将单独对支撑结构进行动力响应分析;突出了耦合模型,考虑了真实发生的激励和响应之间的耦合关系,从风机载荷入手找到形成耦合的关键点,并最终依靠ABAQUS用户子程序在ABAQUS软件环境中建立耦合模型。除此之外,桩—土关系的模拟也是本文要重点介绍的,借鉴了美国海洋石油行业规范（API）中的p-y曲线。计算风机运行载荷的过程中也用到了在风机设计界最著名和广泛的动量—叶素理论,即利用该理论来编写FORTRAN版的载荷子例行程序完成模型的耦合。 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

驳船式风机平台

海 交 通大 学 硕士 学 位论 文 水 浮 式 风电 开 发 中 关键 环 节 的 浮式 风 机 平台 技 术 正 需要 快 速 的跟 进 。 借 鉴开 采 平 台成 熟 技 术 来设 计 浮 式 风电 平 台 显然 是 一 条 捷径 。 根 据欧 洲 海 上 风布 及 发 展趋 势 分 析 ，浅 海 区 域 风力 发 电 场的 发 展 已 经不 能 满 足风 能 发 展 的上 风电 场 将从 30 ～ 50 m 的浅 海区 域 向 5 0～ 2 00 m 的深 海区 域发 展 ，届 时全 资 源 利 用率 将 有 更 大幅 度 的 提 高， 供 电 能力 也 将 迅 速提 高 ， 以满 足 更 大 范需 求 。 深海 浮 式风 机 平台 的 形式 ：

图 6 混 合 式 风机 平台 [4 ] Fi g. 6 C om p l ex s t yl e wi nd t u rb i n e pl at fo r m [ 4] 如图 6 所 示该 平 台 由 NR EL 设计 ， 半 潜 式主 浮 体 结 构， 系 泊 为张 力 腿 式 ,并 采 用 重力 式锚 固 定, 主 要 尺寸 如 图 中 标出 。 半潜 式浮 体 设 计 好处 是 把 大部 分 结 构 放在 水 线 面以 下 ， 这样 一 来 可 以把 结 构 所 受的 波 浪 力载 荷 减 到 很小 。 而 采用 张 力 腿 式系 泊 除 了张 力 腿 式锚 泊 本 身 在可 以 有 效 控制 垂 荡 运动 之 外 还 考虑 到 风 电场 中 风 机 布置 的 密 集性 。

【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风力发电单立柱支撑结构拟静力分析[J]. 孟珣,侯金林,于春洁,黄维平,李华军.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2010(02)
[2]浅谈桩-土水平作用模型及土弹簧刚度确定[J]. 严利辉.  广东科技. 2009(24)
[3]风场长期观测与数据分析[J]. 阎启,谢强,李杰.  建筑科学与工程学报. 2009(01)
[4]饱和软粘土应力-应变关系的归一化性质分析[J]. 罗晓辉.  武汉城市建设学院学报. 1997(02)

硕士论文
[1]近海风电机组单桩式支撑结构疲劳分析[D]. 莫继华.上海交通大学 2011
[2]水平轴风机空气动力学性能的时域仿真研究[D]. 李勇刚.上海交通大学 2011
[3]水平轴风力机结构动力学研究[D]. 尹景勋.华北电力大学（北京） 2009



本文编号：3616108