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传统吸力基础是一个单桶结构,被广泛作为海洋平台、漂浮结构的基础,近年来也被推广到海上风电塔架。作为风电塔架基础,要充分提高其水平承载能力。为此,提出一种改进的基础形式—裙式吸力基础。采用Z_SOIL有限元软件,针对砂土地基,从水平单调加载和循环加载两个方面,对传统单桶吸力基础和裙式吸力基础进行了承载性能对比研究,得到了相应的荷载-位移曲线。研究结果表明,裙式吸力基础由于设置了"裙"结构,显著提高了其抵抗水平静载和循环水平动力荷载的能力,并能有效控制基础的水平位移,是值得推广应用的一种新型海洋工程基础形式。 相似文献
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针对海上风电整机系统，建立了一体化流固耦合分析方法。在模拟过程中，采用浸入边界法解决风机叶片旋转引起的静动干涉问题，利用改进的守恒式 level set（简称 ICLS）方法捕捉海浪自由面，并使用交错迭代法求解流固耦合方程。通过构建 “风机—塔架—基础”一体化流固耦合数值模拟方法，能够在一次仿真计算中实现海上风电整机系统的全过程数值模拟，准确求解多荷载耦合作用下“风机—塔架—基础”的整体结构动力响应。以某单桩式海上风电工程为例，验证了本方法能够实现对海上风电整体系统的一体化分析。 相似文献
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对国内外海上风电机组基础结构设计规范和相关标准进行了对比研究,结合我国海上风电机组基础结构设计开发中遇到的问题,论述海上风电机组基础结构设计中关于安全理念和设计荷载的设计方法和标准;分析对比各国规范对海上风电机组基础结构设计的推荐做法,剖析各国规范的设计理念和方法;比较海上风电机组基础结构与海洋石油平台在设计理念和设计标准方面的异同,并根据海上风电和海洋油气的行业特点,分析海上风电机组基础结构设计规范和海洋石油平台设计规范对于海上风电机组基础结构设计的适用性。在此基础上,基于我国海洋工程技术和海上风电产业的发展水平,提出发展我国海上风电机组基础结构的设计建议,指出我国海上风电开发中应注意和避免发生的问题。 相似文献
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风资源的获取与评估是风电前期投资的一项重要工作。作为海上风电,需要动用船舶、浮吊等海上工程机械,施工局限性大,成本高。对目前国内外已经使用的各种测风塔进行了比较,分析了各种测风塔的优缺点,选出适用于海上风电的测风塔塔架和基础形式,为海上风电的开发提供了理论指导。 相似文献
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海上风电场基础结构设计综述 总被引：1，自引：0，他引：1
针对我国海上风电场开发建设的现状和发展趋势,结合海上风电场基础结构设计研发现状和存在的问题,探讨海上风电场基础结构设计的关键问题——设计理念、设计方法和设计标准等,分析海上风电场基础结构的结构、荷载和服役特点,分析海上风电场基础结构与水工结构和海洋石油平台设计的异同。并根据海上风电和海洋石油的行业特点,分析API规范和DNV规范对于海上风电场基础结构设计的适用性,阐述了海上风电场基础结构设计的特殊性、荷载取值和参考标准等问题。基于我国海洋工程技术发展水平和海上风电产业的发展趋势,提出发展适合我国国情的海上风电场基础结构型式及设计,指出我国海上风电产业发展应注意和避免发生的问题。 相似文献
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海上风电机组高承台群桩基础是我国首次提出并获得广泛应用的新型海上风电机组基础结构型式,该基础由桩基、混凝土承台、基础预埋环、连接件和靠泊构件等组成。在阐述基础结构总体布置及其特点的基础上,从高耸结构、大型动力设备基础和海洋工程的角度,分析了基础的工程特性和载荷分配传递体系。从水动力载荷、系统整体载荷仿真、桩基岩土力学和承台结构分析等方面,提炼出基础设计的若干关键力学问题,包括:大直径承台结构尺度和群桩影响下的承台波浪载荷分析、基于CFD技术和Bladed软件的海上风电机组-塔架-高承台群桩基础载荷分析、大直径超长钢管桩土塞效应对承载力的影响、地基基础对系统整体频率影响和承台钢筋混凝土非线性有限元分析等。 相似文献
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海上风力发电单立柱支撑结构拟静力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
海上风电支撑结构不同于一般海洋结构物,它受到复杂的风机气动荷载、机械控制荷载和海洋环境荷载的多重作用。文章针对海上某单立柱风电支撑结构,通过分析其结构固有频率的约束限制以及外环境荷载的动力特性,综合考虑外环境荷载尤其是风机荷载的动力放大影响,给出海上单立柱风电支撑结构的拟静力分析思路。并进行极端及操作工况下支撑结构在风、浪、流环境荷载组合作用的应力计算和强度分析。提出该种结构在使用现有海洋结构物设计规范和风机设计规范时的注意事项。该分析比较结果及结论可作为海上类似风电支撑结构的设计参考。 相似文献
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吸力基础是海洋工程中新型的一种基础型式,广泛应用于海洋平台、海洋浮动式结构等,近年来,也被作为浅海离岸风力发电工程的基础。吸力基础易遭受较大的水平动力荷载和弯矩,从而可能产生较大水平位移和转角;同时,由于海床冲刷,会降低其承载能力。为克服这些不足,提出了一种新型吸力基础———裙式吸力基础,把分析传统吸力基础砂土中的沉贯方法,拓广到裙式吸力基础中,研究该基础型式在砂土中的可沉贯性以及所需的吸力;并与同情况下的传统吸力基础进行了比较,证明了所提出的裙式吸力基础具有较好的沉贯性能,具有工程实践推广价值。 相似文献
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风机基础作为海上风机整体结构的重要组成部分,承受着上部风机所受到的风浪流荷载,并且对风机的安全性及可靠性至关重要。吸力式桶形基础由于其安装简单和可重复利用等优点,在海洋平台基础中得到了广泛应用,并逐步应用于海上风机基础中。但由于海上风机与海洋平台在海洋环境中的荷载工况有一定的差别,仍需要通过对其承载特性研究现状进行全面认识,以实现吸力式桶形基础在海上风机基础中的可靠应用。文中通过总结和评价现有研究对桶形基础在不同土体条件以及荷载条件下进行试验及数值模拟分析得到的研究结果,综述了静荷载和循环荷载作用下砂土和黏土中的吸力式桶形基础的承载特性研究现状,以及海上风机吸力式桶形基础的相关研究。文章展望了目前应用于海上风机基础的桶形基础仍缺乏的研究,为海上风机吸力式桶形基础的可靠应用及后续研究提供重要参考。 相似文献
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复合加载条件下吸力式沉箱基础承载特性数值分析 总被引：2，自引：0，他引：2
吸力式沉箱基础的承载特性是海洋工程结构设施建造与设计中的一个关键问题。这种新型的深水海洋基础型式,通常承受竖向上拔荷载与水平荷载的共同作用,其工作性能与设计理论远远不能满足工程实践的需要。本文采用有限元分析方法对吸力式沉箱基础的极限承载特性进行数值计算。以大型通用有限元分析软件ABAQUS为平台,通过二次开发,数值实现了Swipe试验加载方法和固定位移比分析方法,针对不同的沉箱长径比、土的强度折减系数,探讨了沉箱基础在垂直上拔荷载和水平荷载单调联合作用下的极限承载力,通过对不同荷载组合的数值计算构造了复合加载条件下沉箱基础破坏包络面。 相似文献
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Existing tripod suction bucket foundations, utilised for offshore wind turbines, are required to resist significant lateral loads and overturning moments generated by wind and currents. This paper presents an innovative type of tripod bucket foundation, ‘hybrid tripod bucket foundation’, for foundations of offshore wind turbines, which has the ability to provide a larger overturning capacity compared with conventional tripod buckets. The proposed foundation consists of a conventional tripod bucket combined with three large circular mats attached to each bucket. A series of experiments were conducted on small-scale models of the proposed foundation subjected to overturning moment under 1g conditions in loose sand. Different circular mat diameter sizes with various bucket spacings were considered and the results were compared with conventional tripod bucket foundation. Finite element models of the proposed foundation were developed and validated using experimental results and were used to conduct a parametric study to understand the behaviour of the hybrid tripod bucket foundation. The results showed that there is a significant increase in overturning capacity provided by the novel foundation. The results of this work can significantly improve lowering the costs associated with installation of foundations to support offshore wind turbines. 相似文献
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During the last decade, several offshore wind-farms were built and offshore wind energy promises to be a suitable alternative to provide green energy. However, there are still some engineering challenges in placing the foundations of offshore wind turbines. For example, wave run-up and wave impacts cause unexpected damage to boat landing facilities and platforms. To assess the forces due to wave run-up, the distribution of run-up around the pile and the maximum run-up height need to be known. This article describes a physical model study of the run-up heights and run-up distribution on two shapes of foundations for offshore wind turbines, including both regular and irregular waves. The influence of wave steepness, wave height and water depth on run-up is investigated. The measured run-up values are compared with applicable theories and previous experimental studies predicting run-up on a circular pile. 相似文献
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海上平台桶基沉贯渗流场的有限元法数值模拟 总被引：3，自引：1，他引：2
桶形基础平台是一种新型的海洋平台,这种型式的平台与传统的导管架式平台的主要区别在于采用桶形基础代替打下桩基础,桶形基础的负压沉贯过程是一个复杂的水动力过程,其关键在于主动脉施加的桶内外压力差产生渗流场,渗流场的形成与发展对于负压沉贯有决定性的影响。本文用有限元分析方法对桶形基础负压沉贯流流场进行动态模拟,建立了桶形基础负压沉贯过程中渗流场的有限元分析模型,模型试验的结果与按有限元分析计算模型得一的 相似文献
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Determining the ultimate capacity of suction caissons in response to combined vertical, horizontal, and moment loading is essential for their design as foundations for offshore wind turbines. However, the method implemented for stability analysis is quite limited. Numerical limit analysis has an advantage over traditional limit equilibrium methods and nonlinear finite element methods in this case because upper and lower bounds can be achieved to ensure that the exact ultimate capacity of the caisson falls within the appropriate range. This article presents theories related to numerical limit analysis. Simulations are conducted for centrifuge model tests, the findings of which reveal the ability of numerical limit analysis to deal with the inclined pullout capacity of suction caissons. Finally, this article proposes an estimation of the ultimate capacity of a 3.5 MW offshore wind turbine foundation on normally consolidated clay based on the typical environmental parameters of Bothkennar, Scotland. Undrained failure envelopes and safety factors are obtained for suction caissons with different embedment ratios. Failure mechanisms, plastic zones, clay stress distributions, and the influence of the skin friction coefficients of caissons are discussed in detail. 相似文献
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吸力基础具有施工速度快、安装过程中受海况天气影响小且易于回收重复利用等优点,被广泛应用于海洋工程。当吸力基础作为海上风电塔架的基础时,常常承受较大的水平荷载,因此其水平承载力是设计的主控因素。介绍了海上风机基础的设计要求,分析了影响基础水平承载性状的因素,总结了吸力基础受水平单调荷载、水平循环荷载和不同荷载组合三个方面的研究现状。讨论了水平荷载的大小、水平加载的高度(偏心率)、循环荷载的频率、循环荷载的次数、循环荷载的幅值、循环荷载的方向性、竖向荷载对吸力基础水平承载性状的影响,考虑了水平荷载的非共线性,指出了目前研究的不足,明确了吸力基础水平承载性状进一步研究的方向,提出了供工程实践参考的建议。 相似文献