地震荷載作用下海上電氣平臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn).pdf

1、風(fēng)能是清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，緩解環(huán)境污染等方面發(fā)揮著重要作用。隨著陸上風(fēng)電資源的良性開發(fā)，風(fēng)能蘊(yùn)藏量更為豐富、陸地占用率更少的海上風(fēng)電逐漸進(jìn)入各國(guó)視野。
　　海上風(fēng)電發(fā)展呈現(xiàn)出兩大趨勢(shì):一是裝機(jī)容量不斷增加;二是深海風(fēng)電技術(shù)不斷發(fā)展完善?？紤]到送電的經(jīng)濟(jì)性和并網(wǎng)的安全性，采用海上升壓站送出將會(huì)是未來深遠(yuǎn)海大規(guī)模海上風(fēng)電開發(fā)的必然選擇。
　　海上電氣平臺(tái)作為海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站電氣設(shè)備的承重結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是大量電

2、氣設(shè)備布置在甲板上。電氣平臺(tái)不僅需要確保自身在外部環(huán)境荷載作用下的安全，還要保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。在風(fēng)、浪、流等復(fù)雜環(huán)境荷載和地震、海冰等極端荷載的作用下，如何確保電氣平臺(tái)的安全、保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，是進(jìn)行近海風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。目前國(guó)內(nèi)鮮有海上升壓站電氣平臺(tái)的研究成果，這在迅速發(fā)展的海上風(fēng)電領(lǐng)域中顯得相對(duì)滯后，因此，本文研究對(duì)今后海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站電氣平臺(tái)的設(shè)計(jì)有參考意義。
　　本文基于某海上風(fēng)電場(chǎng)電氣平臺(tái)，完成了動(dòng)力

3、試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)，系統(tǒng)地開展了海上電氣平臺(tái)在不同地震荷載工況下的模型試驗(yàn)研究。本文完成的主要工作包括:
　　(1)動(dòng)力模型試驗(yàn)相似律的確定。基于彈性相似律和弗勞德數(shù)相似，同時(shí)考慮截面彎曲剛度相似，推導(dǎo)了用于開展海上電氣平臺(tái)模型試驗(yàn)的水彈性相似律。
　　(2)海上電氣平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)和制作。綜合考慮試驗(yàn)設(shè)備能力以及相關(guān)的水文條件確定了結(jié)構(gòu)原型和模型的幾何比尺;基于相似關(guān)系，確定模型結(jié)構(gòu)各部分的幾何尺寸，完成海上電氣平臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

4、的設(shè)計(jì)和制作。
　　(3)開展了海上電氣平臺(tái)動(dòng)力模型試驗(yàn)。通過白噪聲激勵(lì)，得到了結(jié)構(gòu)基頻、振型以及振型阻尼比等動(dòng)力特性參數(shù)。以實(shí)際地震記錄和人工合成地震動(dòng)作為激勵(lì)，開展了不同地震作用方向下的動(dòng)力模型試驗(yàn)，研究了海上電氣平臺(tái)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性。
　　(4)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證。運(yùn)用ANSYS建立了模型結(jié)構(gòu)的有限元模型。基于動(dòng)力模型試驗(yàn)工況，開展了電氣平臺(tái)模型的有限元地震時(shí)程響應(yīng)分析。試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本一致，