海上風(fēng)電機(jī)組四樁導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、海上風(fēng)力發(fā)電作為一項(xiàng)綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè),發(fā)展的同時(shí)也伴隨著越來越多的工程實(shí)際問題。因此,對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行系統(tǒng)地環(huán)境荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析研究具有十分重要的參考價(jià)值和工程意義。
　　風(fēng)、浪荷載是復(fù)雜的海上環(huán)境荷載中兩個(gè)重要的組成部分,當(dāng)其作用在海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)上時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。因而首先合理地確定海上風(fēng)、浪荷載的形式及大小對(duì)準(zhǔn)確地模擬海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的受力情況至關(guān)重要。在此基礎(chǔ)上,再針對(duì)工程實(shí)際問題分析計(jì)算海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)在環(huán)

2、境荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),完成海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估。
　　本文依托珠海桂山某海域的實(shí)際工程,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和工況條件,對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組四樁導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)在風(fēng)、浪荷載作用下進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析研究。具體工作包括:
　　首先選用Stokes五階波理論,采用Morison公式模擬波浪海流在順流向?qū)χ谓Y(jié)構(gòu)導(dǎo)管架部分的作用力。計(jì)算針對(duì)不同波高和流速海況下波浪以最大作用力方式作用于結(jié)構(gòu)物的相位角,將結(jié)果作為用ANSYS軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分

3、析時(shí)的輸入條件。求解找到結(jié)構(gòu)出現(xiàn)最大應(yīng)力部位,并觀察不同相位角的取值對(duì)波流荷載作用于支撐結(jié)構(gòu)的影響。
　　之后采用線性濾波法,基于Davenport譜用MATLAB軟件編程對(duì)實(shí)際研究海域的脈動(dòng)風(fēng)進(jìn)行模擬,比較計(jì)算譜與目標(biāo)譜。將脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程疊加平均風(fēng)速得到瞬時(shí)風(fēng)速。將80m高支撐結(jié)構(gòu)塔筒部分均分為20段,利用風(fēng)壓轉(zhuǎn)換公式把瞬時(shí)風(fēng)速時(shí)程轉(zhuǎn)換成作用在塔筒部分的風(fēng)荷載時(shí)程。
　　最后利用有限元法對(duì)用非線性彈簧單元模擬樁基與海底土作用

4、關(guān)系的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組四樁導(dǎo)管架支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析;分別將風(fēng)、浪荷載單獨(dú)加載到支撐結(jié)構(gòu)的有限元模型上,用ANSYS對(duì)結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力分析,比較承受兩種不同荷載的支撐結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移和單元應(yīng)力;將風(fēng)、浪荷載聯(lián)合施加在支撐結(jié)構(gòu)有限元模型上,經(jīng)過瞬態(tài)動(dòng)力計(jì)算得到支撐結(jié)構(gòu)位移最大處的位移時(shí)程,以及應(yīng)力最大處的應(yīng)力時(shí)程,分析比較單獨(dú)荷載作用下與聯(lián)合荷載作用下支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。
　　本文主要通過對(duì)風(fēng)、浪荷載單獨(dú)作用下支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析,鎖定結(jié)