海上风机支撑结构动力特性模型试验研究

海上风机是一种高柔性海洋结构物,其支撑结构动力响应受风、浪、流等环境因素,风机荷载及基础刚度的影响异常敏感。本文在结构动力特性试验平台上,建立了以基础—塔架—顶部集中质量为一体的风机简化分析模型,并利用新型循环加载装置,在砂土中开展了4组针对风机模型长期动力特性变化规律的试验。主要研究在一定的加载频率下,支撑结构一阶自振频率在不同幅值的循环荷载作用下的变化规律,并从土体力学行为特性及循环荷载下土颗粒运移规律角度对试验现象进行分析。通过该模型试验所获得的结论,并基于一系列的相似性准则,在一定程度上可以揭示长期循环荷载下,海上风机支撑结构动力特性的变化规律,并对今后实际工程中有关基础选型及支撑结构设计上给出了相关建议。

粉土中吸力桶沉贯阻力与土塞失稳机理研究

针对粉土中吸力桶在吸力沉贯中的两个关键性问题———沉贯阻力和内部土体稳定性，在自行研制的试验平台上进行了一系列吸力桶沉贯模型试验。试验结果表明，粉土中吸力沉贯时，Andersen 所提供的基于 CPT 锥尖强度的阻力计算公式能较好预测阻力发展趋势，但计算结果偏小；而修正的承载力公式预测结果在沉贯前期与实测值较吻合，沉贯后期预测偏大。吸力沉贯前期，贯入阻力随深度稳步增长，直到贯入深度达到某个临界值后，阻力增长缓慢甚至保持不变。桶内粉土在吸力作用下的失稳机理与黏土或砂土不同，在渗透力作用下表现为从土层表面开始的自上而下管涌或渗流侵蚀。沉贯后期，端部土体在较高水头差下发生失稳并向桶内流动，造成了桶内土体密度降低，端阻力与内壁摩阻力降低，总贯入阻力主要由外壁摩阻力提供。并结合有限元模拟对上述实验现象的内在机理进行了解释。

一种改进后的海上风机动力特性理论分析方法研究

海上风机是一种高柔性海洋结构物,其支撑结构的动力响应对风、浪、流等环境因素、风机荷载及基础刚度的影响异常敏感。建立基础-塔架-顶部集中质量为一体的风机简化计算模型,在底部弹性约束条件下考虑水平刚度和转动刚度之间的耦合。基于改进后的计算模型、经典微分方程及其边界条件,通过对方程的求解,系统研究底部基础刚度和顶部竖向轴压等设计参数对结构前四阶自振频率的影响规律。本文研究结论在一定程度上可揭示风机运行过程中因基础刚度变化而引起的支撑结构动力特性变化规律,可为今后实际工程中风机基础、支撑结构的选型及设计提供相关启示。

某海上风电基础靠船件结构设计及数值分析

该文以福建平潭某300MW海上风电场项目为研究背景,借助ANSYS和Midas-gen通用有限元分析软件,实现了导管架靠船件的结构设计和数值分析。通过能量守恒的方法,计算出不同水位下船舶在正常靠泊和意外撞击下对导管架靠船件的撞击力;继而校核靠船件在正常靠泊及意外撞击工况下的强度和刚度是否满足要求;最后得出相应结论,提出设计建议。通过实际工程算例,为海上风电导管架基础靠船件的设计和计算提供了参考资料。