復合式筒型基礎波浪荷載特性研究.pdf

1、風能資源具有高效和環(huán)保的優(yōu)點,現已成為許多國家開發(fā)和利用的重要能源。海上風力資源是陸地風力資源的5倍,所以風電正在向海上發(fā)展。海上風機的基礎矗立于復雜的海洋環(huán)境中,準確計算基礎上所受波浪荷載尤為關鍵。本文基于線性繞射理論改進了MacCamy-Fuchs公式,使之適用于復合式筒型基礎計算,并設立了四組規(guī)則波工況,分別通過Flow-3D數值波浪水槽模擬和物理水槽模型試驗對改進公式的計算結果進行了驗證。本文的主要內容和結論如下:
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2、1)基于線性繞射理論改進并推導了適用于大尺度結構物上的波浪荷載計算公式。新公式將原公式中的定值半徑r改為沿水深改變的函數,并簡化了邊界條件。在規(guī)則線性波浪作用下,改進公式計算結果與規(guī)則結構物上波浪荷載計算結果規(guī)律相符合,計算荷載大小比前人使用莫里森公式計算出的結果略大。
　　(2)利用計算流體動力學軟件Flow3D建立了波浪和建筑物相互作用的三維數值水槽模型,模型采用規(guī)則造波邊界造波,孔隙質結合出流邊界進行消波。文本在數值水槽模擬

3、中驗證了天津大學李世森提出的在垂向孔隙率取為0.8,橫向和縱向孔隙率取為0.9時,能有效減小出流邊界的波浪反射的結論,并計算出了波浪荷載。數值計算結果與改進公式計算結果比較相差在3％-9%。
　　(3)在物理水槽中,設立了波浪模型試驗。在按照幾何比尺制作的風機基礎模型上安裝了25只點脈壓傳感器對基礎上的波浪荷載進行測量。文本利用平面上的點面轉化系數公式,得到了復合式筒型基礎在不同波浪荷載下的點面轉化系數,取值范圍為0.75-0.8