【摘要】：近年來(lái),安裝于近海處的海上風(fēng)力機(jī)的裝機(jī)容量越來(lái)越大,準(zhǔn)確地分析其所受到的隨機(jī)風(fēng)和波浪載荷是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問(wèn)題,而這類風(fēng)力機(jī)的塔架基本上采用單樁式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),其底部有很長(zhǎng)一部分與泥沙接觸,樁土作用對(duì)整個(gè)風(fēng)力機(jī)的動(dòng)力特性有很大影響,研究泥沙對(duì)塔架的作用對(duì)于海上風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性運(yùn)行具有重要的意義。 本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于剛-柔多體系統(tǒng)模型的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析”,在充分研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,本文對(duì)海上風(fēng)力機(jī)單樁式塔架隨機(jī)風(fēng)載荷、波浪載荷計(jì)算及其在泥沙的非線性約束作用下的動(dòng)力響應(yīng)與動(dòng)力特性進(jìn)行了研究,包括： 1.從海上風(fēng)力機(jī)單樁式塔架與海底泥土受力原理出發(fā),結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)資料,選取合適的p-y曲線建立塔架的樁土作用力學(xué)模型,應(yīng)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(duì)塔架動(dòng)力響應(yīng)與力學(xué)特性的影響。 2.對(duì)現(xiàn)有的各種波浪理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析與推導(dǎo),根據(jù)塔架安裝點(diǎn)的海洋環(huán)境參數(shù),確定了描述隨機(jī)海浪的方法。研究了波浪載荷中相關(guān)參數(shù)的選取方法。 3.分析了海上風(fēng)力機(jī)葉輪和塔架的氣動(dòng)載荷,給出了各自的求解方法,對(duì)于塔架的空氣繞流問(wèn)題進(jìn)行了研究,探討了塔架工作時(shí)氣動(dòng)力系數(shù)的取值問(wèn)題。 4.根據(jù)已經(jīng)求得的塔架風(fēng)浪載荷及泥沙載荷建立有限元結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程,分別運(yùn)用P-M和JONSWAP波浪譜模型,求出了塔架在風(fēng)載荷、波浪載荷及泥沙載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng),分析了塔架在有無(wú)泥沙載荷作用下的差異,采用有限元軟件研究了不同泥沙參數(shù)對(duì)塔架模態(tài)和動(dòng)力響應(yīng)的影響,結(jié)果證明了泥沙變形的非線性特性對(duì)海上風(fēng)力機(jī)單樁式塔架的作用不可忽略。 本文運(yùn)用有限元數(shù)值方法對(duì)海上風(fēng)力機(jī)的塔架進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析,考慮了泥沙載荷及風(fēng)浪載荷的耦合作用,使得近海風(fēng)力機(jī)載荷模擬更接近實(shí)際,分析泥沙對(duì)單樁式塔架的固有頻率的影響,為預(yù)防共振的發(fā)生及設(shè)計(jì)合理的埋土深度和具體的結(jié)構(gòu)形式提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK83

【參考文獻(xiàn)】

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1 宋礎(chǔ);劉漢中;;海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];電力勘測(cè)設(shè)計(jì);2006年02期

2 陳為飛;陳水福;;近海風(fēng)機(jī)塔架風(fēng)浪荷載及其響應(yīng)分析[J];低溫建筑技術(shù);2010年03期

3 林國(guó)慶;林馨;;福建能源狀況與電能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略探討[J];電力與電工;2010年03期

4 曾慶敦;甄圣威;;橫向荷載作用下樁-土耦合系統(tǒng)的土彈簧剛度[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

5 趙群;柴福莉;;海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)電工程;2009年12期

6 陸萍,秦惠芳,欒芝云;基于有限元法的風(fēng)力機(jī)塔架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年09期

7 李德源;劉勝祥;張湘?zhèn)?;海上風(fēng)力機(jī)塔架在風(fēng)波聯(lián)合作用下的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年12期

8 文圣常,張大錯(cuò),郭佩芳,陳伯海,王偉,臺(tái)偉濤;改進(jìn)的理論風(fēng)浪頻譜[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);1990年03期

9 ;A proposed directional function and wind-wave directional spectrum[J];Acta Oceanologica Sinica;1995年02期

10 王湘明;陳亮;鄧英;王婀娜;;海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架海波載荷的分析[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

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1 孔德森;樁——土相互作用計(jì)算模型及其在樁基結(jié)構(gòu)抗震分析中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2004年

2 胡育佳;樁基非線性靜動(dòng)力學(xué)特性研究[D];上海大學(xué);2008年

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1 龐文彥;海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)性能分析研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 姜福杰;大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)錐筒型塔架的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2009年

3 趙靜;海上風(fēng)力機(jī)流體載荷研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2695456