海上風(fēng)電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計及整體強(qiáng)度分析.pdf

1、海上風(fēng)電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計及整體強(qiáng)度分析StructureDesignOverallStrengthAnalysisofFloatingFoundationfOffsheWindTurbine學(xué)科專業(yè)：船舶與海洋工程研究生：陶海成指導(dǎo)教師：唐友剛教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一二年十一月摘要近年來，隨著國家新能源戰(zhàn)略的提出，海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展迅猛。適應(yīng)近海風(fēng)力發(fā)電需求的浮式基礎(chǔ)一經(jīng)提出，便得到世界各國的重視而投入大量人力和物力展開研究。浮式基

2、礎(chǔ)結(jié)構(gòu)存在的技術(shù)問題十分復(fù)雜，包括結(jié)構(gòu)計算建模、載荷計算、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性分析等，目前缺乏有效的計算方法。本文基于半潛式浮式基礎(chǔ)的選型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，研究建模和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算方法，對于推動我國近海風(fēng)電浮式基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，提升浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析方法理論與技術(shù)水平，促進(jìn)我國風(fēng)電浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，具有重要理論與工程意義。本文對目前國內(nèi)外海上風(fēng)電浮式基礎(chǔ)的研究進(jìn)展進(jìn)行了概述，并對波浪載荷、流載荷、風(fēng)載荷及空氣動力載荷計算的理論進(jìn)行了介紹。參考美國

3、可再生能源實驗室提供的5MW水平軸風(fēng)機(jī)的基本資料，根據(jù)DNV規(guī)范，采用載荷與抗力分項系數(shù)設(shè)計法對半潛式風(fēng)電浮式基礎(chǔ)立柱板厚和骨材截面模數(shù)進(jìn)行了設(shè)計。SESAM是專業(yè)的海洋結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度和水動力分析軟件，適合用于設(shè)計和分析各種海洋結(jié)構(gòu)物。本文利用SASAMGeniE模塊，根據(jù)工程實際情況妥善地模擬了立柱、壓水板、塔架、機(jī)艙和葉片，建立了風(fēng)電浮式基礎(chǔ)整體有限元模型。計算了風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中不同風(fēng)速下葉片上的變槳空氣動力載荷。針對120m水深的海域，