復(fù)合式筒型基礎(chǔ)波浪荷載特性研究.pdf

1、風(fēng)能資源具有高效和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為許多國家開發(fā)和利用的重要能源。海上風(fēng)力資源是陸地風(fēng)力資源的5倍,所以風(fēng)電正在向海上發(fā)展。海上風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)矗立于復(fù)雜的海洋環(huán)境中,準(zhǔn)確計(jì)算基礎(chǔ)上所受波浪荷載尤為關(guān)鍵。本文基于線性繞射理論改進(jìn)了MacCamy-Fuchs公式,使之適用于復(fù)合式筒型基礎(chǔ)計(jì)算,并設(shè)立了四組規(guī)則波工況,分別通過Flow-3D數(shù)值波浪水槽模擬和物理水槽模型試驗(yàn)對改進(jìn)公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
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2、1)基于線性繞射理論改進(jìn)并推導(dǎo)了適用于大尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪荷載計(jì)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(shù),并簡化了邊界條件。在規(guī)則線性波浪作用下,改進(jìn)公式計(jì)算結(jié)果與規(guī)則結(jié)構(gòu)物上波浪荷載計(jì)算結(jié)果規(guī)律相符合,計(jì)算荷載大小比前人使用莫里森公式計(jì)算出的結(jié)果略大。
　　(2)利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Flow3D建立了波浪和建筑物相互作用的三維數(shù)值水槽模型,模型采用規(guī)則造波邊界造波,孔隙質(zhì)結(jié)合出流邊界進(jìn)行消波。文本在數(shù)值水槽模擬

3、中驗(yàn)證了天津大學(xué)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(shí),能有效減小出流邊界的波浪反射的結(jié)論,并計(jì)算出了波浪荷載。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與改進(jìn)公式計(jì)算結(jié)果比較相差在3％-9%。
　　(3)在物理水槽中,設(shè)立了波浪模型試驗(yàn)。在按照幾何比尺制作的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)模型上安裝了25只點(diǎn)脈壓傳感器對基礎(chǔ)上的波浪荷載進(jìn)行測量。文本利用平面上的點(diǎn)面轉(zhuǎn)化系數(shù)公式,得到了復(fù)合式筒型基礎(chǔ)在不同波浪荷載下的點(diǎn)面轉(zhuǎn)化系數(shù),取值范圍為0.75-0.8