【摘要】：近些年,我國海上風(fēng)電發(fā)展迅速,風(fēng)機(jī)制造業(yè)日趨成熟。如東海上風(fēng)電在提供便利的同時(shí),也產(chǎn)生一些問題。風(fēng)電場(chǎng)工程的樁基群一般會(huì)引起周邊海流的流速變化,導(dǎo)致工程附近的水動(dòng)力發(fā)生變化,進(jìn)而加劇樁基附近泥沙沖淤,容易對(duì)當(dāng)?shù)氐牡孛残螒B(tài)、港口資源及生態(tài)環(huán)境等方面帶來影響,進(jìn)而影響著航道通行和周邊港口資源的開發(fā)利用。而海流荷載和波浪荷載是風(fēng)電樁基的主要荷載,研究風(fēng)電樁基的受力分析對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的安全性有極大意義,并且為以后的防護(hù)作用提供指導(dǎo)意見。本文搜集了工程區(qū)域水文資料和的潮流、波浪資料分析了工程海域基本情況和動(dòng)力環(huán)境并總結(jié)了前人在水動(dòng)力數(shù)值模擬方面的研究工作。為了探討如東海上風(fēng)電基礎(chǔ)周邊水動(dòng)力變化特性,基于MIKE 21軟件建立了二維水動(dòng)力數(shù)值模型。通過工程前的潮位潮流驗(yàn)證,結(jié)果表明該模型能夠準(zhǔn)確真實(shí)的模擬工程區(qū)的潮流運(yùn)動(dòng),可用于工程后研究水動(dòng)力變化的模擬計(jì)算。實(shí)測(cè)了工程后的潮流、波浪為波流力的計(jì)算提供了邊界條件。在CFD上建立圓柱繞流模型,基于VOF數(shù)值方法采用流體力學(xué)軟件Fluent模擬計(jì)算了工程區(qū)風(fēng)電樁機(jī)所受的波流力。分兩種水深工況和三種不同受力情況進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),純流動(dòng)情形,受力從開始突然下降,后上升波動(dòng)數(shù)個(gè)周期后趨于某個(gè)固定值,而純波浪則處開始不穩(wěn)定后,后期大小、正負(fù)呈現(xiàn)周期性變化并保持穩(wěn)定,波流耦合情形與純波浪相似,但略微復(fù)雜。力矩變化與圓柱表面受力變化相似。在純波浪、純流以及波流組合條件下樁基所受的力以及力矩值隨著水深增大而增大。
【圖文】：

如東海上風(fēng)電基礎(chǔ)周邊水動(dòng)力特性及其波流力計(jì)算求[1]是在不破壞自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)可行順應(yīng)環(huán)境與自然，經(jīng)濟(jì)可行。電場(chǎng)，相對(duì)而言，海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)環(huán)境的造成的影響比陸上風(fēng)電場(chǎng)造成的影響是然而，海上風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)實(shí)施以及運(yùn)行施工和運(yùn)行后肯定必然會(huì)對(duì)工程區(qū)域的生態(tài)和生態(tài)和水文、地質(zhì)地質(zhì)條件等環(huán)境存在或多或少一定的影響，，如布的海上風(fēng)電場(chǎng)密集的風(fēng)機(jī)樁群風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)水位、流速、水道通量及海能力等水動(dòng)力條件的影響、海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)海洋生[2][3][4]物的影響等等。因此，程區(qū)域周邊水動(dòng)力特性是必不可少的的一部分。海上風(fēng)機(jī)建立在海床上,其受了大量的波浪和波流荷載,研究風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在海流、波浪及波流耦合作用下情況,對(duì)于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的安全性有著重要的意義，并且為以后樁基的防護(hù)提供建

圖 1-2 工程區(qū)模型范圍Fig 1.2 Range of engineering model2 研究的目的和意義海上風(fēng)電工程在提供巨大的電能資源的同時(shí)，也容易對(duì)當(dāng)?shù)氐牧鲌?chǎng)分布、態(tài)、港口資源及生態(tài)環(huán)境等方面帶來負(fù)面的影響，繼而影響著本區(qū)域的碼頭源、航道資源、灘涂資源和水資源的開發(fā)利用。對(duì)風(fēng)電工程周邊水動(dòng)力特性可以為周邊海域資源發(fā)展提供技術(shù)指導(dǎo)以及針對(duì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響提出措施。而所處的波浪和水流對(duì)風(fēng)電機(jī)組樁基基礎(chǔ)可能會(huì)造成巨大的力與彎矩等不響，所以波流力的計(jì)算研究對(duì)樁基的安全性及防護(hù)具有重大意義。本文在分析研究了洋口港海域形式及水動(dòng)力環(huán)境的基礎(chǔ)上通過 MIKE 21 的二維潮流數(shù)學(xué)模型，計(jì)算分析了中廣核如東 150MW 海上風(fēng)電示范項(xiàng)目、0MW 海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目引起的潮流場(chǎng)變化來評(píng)價(jià)對(duì)現(xiàn)有洋口港西太陽沙作業(yè)
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM614;TU476;P731.2

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