近海風力機單樁式塔架風波載荷及其影響因素研究.pdf

1、近年來，安裝于近海處的海上風力機的裝機容量越來越大，準確地分析其所受到的隨機風和波浪載荷是風力機設計中需要考慮的重要問題，而這類風力機的塔架基本上采用單樁式結構基礎，其底部有很長一部分與泥沙接觸，樁土作用對整個風力機的動力特性有很大影響，研究泥沙對塔架的作用對于海上風力機的結構設計及穩(wěn)定性運行具有重要的意義。
　　 本文依托國家自然科學基金項目“基于剛-柔多體系統(tǒng)模型的風力機氣動彈性穩(wěn)定性分析”，在充分研究了國內外現(xiàn)有成果的基礎

2、上，本文對海上風力機單樁式塔架隨機風載荷、波浪載荷計算及其在泥沙的非線性約束作用下的動力響應與動力特性進行了研究，包括：
　　 1.從海上風力機單樁式塔架與海底泥土受力原理出發(fā)，結合實際的地質資料，選取合適的p-y曲線建立塔架的樁土作用力學模型，應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塔架動力響應與力學特性的影響。
　　 2.對現(xiàn)有的各種波浪理論進行了詳細的分析與推導，根據(jù)塔架

3、安裝點的海洋環(huán)境參數(shù)，確定了描述隨機海浪的方法。研究了波浪載荷中相關參數(shù)的選取方法。
　　 3.分析了海上風力機葉輪和塔架的氣動載荷，給出了各自的求解方法，對于塔架的空氣繞流問題進行了研究，探討了塔架工作時氣動力系數(shù)的取值問題。
　　 4.根據(jù)已經求得的塔架風浪載荷及泥沙載荷建立有限元結構動力學方程，分別運用P-M和JONSWAP波浪譜模型，求出了塔架在風載荷、波浪載荷及泥沙載荷作用下的動力響應，分析了塔架在有無泥沙載荷