波浪荷載作用下海上風機樁基基礎與上部結構的動力響應研究.pdf

1、本文依托教育部博士點基金項目（編號:20125522110004）和重慶市自然科學基金重點項目（編號:cstc2013jjB3002），以江蘇省如東縣近海及潮間帶風電場建設項目為工程背景，采用數(shù)值模擬與理論分析相結合的手段，對周期性波浪荷載作用下的海上風機基礎與上部結構動力響應進行了系統(tǒng)地研究，主要研究內容及成果如下:
　　(1)通過對實際工程資料的搜集與整理，包括如東縣近海的海洋環(huán)境資料、海洋地質資料以及風機設計資料，對海上風機

2、的結構型式與受荷情況獲得了深入的了解與認識。
　　(2)從海上波浪的運動特性入手，對目前發(fā)展較為成熟的經典波浪理論以及求解波浪力的Morison方程進行了分析和探討，選用非線性Stokes五階波理論建立了波浪運動的數(shù)值模型，并計算了單樁式海上風機基礎所承受的波浪荷載。
　　(3)根據(jù)工程區(qū)域的地質資料，選用p-y曲線法，對海上風機樁基撓曲變形與地基土壤的土抗力的之間關系進行了分析與計算。以此為依據(jù)，建立了地基土體的非線彈性本

3、構模型。
　　(4)將海上風機的具體結構與實際受荷情況作了合理的簡化，以ANSYS軟件為平臺，利用其參數(shù)化設計語言APDL，建立了單樁式以及三樁式的海上風機基礎與上部結構的三維有限元概化模型(FEM)。
　　(5)考慮波浪荷載的周期性作用，計算分析了單樁式以及三樁式海上風機基礎與上部結構的模態(tài)振型，確定了結構整體的振動特性。進一步對這兩種型式的海上風機基礎與上部結構進行了瞬態(tài)分析，得到了結構關鍵部位的位移、應力等動力響應時程