基于動力特性的海上單立柱三樁風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及綜合評價.pdf

1、風(fēng)能相比其他能源最大的優(yōu)點就是綠色無污染，作為一種清潔能源具有廣闊的大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景。而海洋占了地球總表面積七成以上，在海上建造風(fēng)電場不僅空間廣闊，而且風(fēng)力和風(fēng)能密度都較大，且高效、穩(wěn)定，因此有著更加巨大的發(fā)展?jié)摿?。海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一項綜合性的技術(shù)，涉及多種領(lǐng)域的多個學(xué)科。從小功率風(fēng)機到大功率風(fēng)機以及從淺水到深水都是經(jīng)濟獲能的關(guān)鍵。海上風(fēng)能開發(fā)的主要技術(shù)之一就是構(gòu)建適應(yīng)海上風(fēng)機發(fā)展趨勢的支撐結(jié)構(gòu)，降低成本和提高可靠性是發(fā)展和

2、研究的關(guān)鍵問題所在。
　　本文針對固定式海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)的工程特點，在國內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上對有關(guān)海上風(fēng)電單立柱三樁支撐結(jié)構(gòu)的動力特性和優(yōu)化技術(shù)等問題進行了較為深入的研究。
　　單立柱三樁結(jié)構(gòu)的剛度大于單立柱結(jié)構(gòu)，相比于單立柱結(jié)構(gòu)，三樁結(jié)構(gòu)可有效降低樁的直徑，減小施工的難度，更有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抗疲勞特性，更加適合我國施工設(shè)備的施工能力。因此可適用于更深的水域，具體研究內(nèi)容如下:
　　基于ANSYS大型有限元程序，

3、使用參數(shù)化的語言開發(fā)了海上風(fēng)機下部單立三樁支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計仿真平臺，構(gòu)建了海上風(fēng)電單立柱三樁式支撐結(jié)構(gòu)以主要動力學(xué)參數(shù)表述的有限元模型。剛?cè)嵝越Y(jié)構(gòu)方案支撐結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能有很大改善，即結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形都相對柔性方案有大幅的下降，而結(jié)構(gòu)材料用量相差不明顯。相比較而言，柔性結(jié)構(gòu)變形較大，安全儲備小，剛性結(jié)構(gòu)方案不經(jīng)濟。并通過優(yōu)化數(shù)值算例給出輪轂高度為100m的5MW風(fēng)機單立柱三樁支撐結(jié)構(gòu)對不同水深(10m-50m)的適應(yīng)程度。
　　輪轂

4、高度為100m的5.0MW OWT單立柱三樁支撐結(jié)構(gòu)對不同水深有良好的適用性。然而由于社會經(jīng)濟及生物物理系統(tǒng)的復(fù)雜性，經(jīng)濟或者環(huán)境的選擇并不一定是最好的。因此，在決策過程中，應(yīng)用多目標(biāo)決策分析方法來同時考慮相互沖突的屬性，并且提供最好的選擇方案。并且將TOPSIS方法應(yīng)用于海上固定式風(fēng)機支撐結(jié)構(gòu)的綜合決策。同時考慮了工程與環(huán)境準(zhǔn)則，提供一種更好的評估不同支撐結(jié)構(gòu)選擇的客觀方法。
　　通過算例將單立柱、格構(gòu)式與單立柱三樁三種支撐結(jié)構(gòu)