隨著海上風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展,海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的應(yīng)用前景越來(lái)越廣泛。然而與此同時(shí),風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量及基礎(chǔ)直徑也在不斷增大,大直徑風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)所受到的非線(xiàn)性波浪荷載對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全的影響不容忽視;另一方面,近�；尾�、陡波等產(chǎn)生的強(qiáng)非線(xiàn)性載荷對(duì)大直徑單樁基礎(chǔ)及整機(jī)系統(tǒng)的作用也是工程設(shè)計(jì)所關(guān)心的重要問(wèn)題。因此本課題基于CFD方法針對(duì)10 MW大型海上風(fēng)機(jī)及我國(guó)復(fù)雜的東部海域海況,深入開(kāi)展強(qiáng)非線(xiàn)性波對(duì)大直徑海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的作用,以期對(duì)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行提供一定的參考。本文首先建立數(shù)值波浪水槽,通過(guò)加載造波程序及消波程序,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)Stokes五階波的生成。在綜合考慮計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度后,確定一個(gè)合適的、統(tǒng)一的網(wǎng)格劃分方案。另外,本文選擇與OC5單樁風(fēng)機(jī)模型試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)而驗(yàn)證該數(shù)值水槽用于研究單樁基礎(chǔ)的水動(dòng)力荷載問(wèn)題的合理性與準(zhǔn)確性。其次,進(jìn)行Stokes五階波對(duì)10 MW單樁基礎(chǔ)作用的研究。詳細(xì)討論不同波陡參數(shù)kA、不同水深參數(shù)kd對(duì)單樁基礎(chǔ)周?chē)挠扛�、壓力以及水平方向所受的波浪力的影�?將CFD計(jì)算得到波浪荷載與Morison方程及基于高階邊界元法的勢(shì)流理論得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比...

【文章頁(yè)數(shù)】：111 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 海上風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬研究
        1.3.2 非線(xiàn)性波的數(shù)值模擬研究
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容與方法
2 數(shù)值波浪水池模擬研究
    2.1 理論基礎(chǔ)
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 波浪的數(shù)值模擬方法
        2.1.3 相似準(zhǔn)則
    2.2 波浪理論
        2.2.1 基本方程及邊界條件
        2.2.2 線(xiàn)性波理論
        2.2.3 Stokes五階波理論
    2.3 數(shù)值波浪水槽的建立
        2.3.1 模型參數(shù)設(shè)置
        2.3.2 網(wǎng)格劃分方法
    2.4 結(jié)論
3 Stokes五階波對(duì)海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的作用
    3.1 數(shù)值模擬可行性驗(yàn)證
    3.2 計(jì)算模型
    3.3 波陡參數(shù)的影響
        3.3.1 單樁基礎(chǔ)周?chē)扛吲c波陡參數(shù)關(guān)系分析
        3.3.2 單樁基礎(chǔ)周?chē)鷫毫εc波陡參數(shù)關(guān)系分析
        3.3.3 單樁基礎(chǔ)所受正向波浪總力與波陡參數(shù)關(guān)系分析
    3.4 水深參數(shù)的影響
        3.4.1 單樁基礎(chǔ)周?chē)扛吲c水深參數(shù)關(guān)系分析
        3.4.2 單樁基礎(chǔ)周?chē)鷫毫εc水深參數(shù)關(guān)系分析
        3.4.3 單樁基礎(chǔ)所受正向波浪總力與水深參數(shù)關(guān)系分析
    3.5 不同破冰錐結(jié)構(gòu)形式的水動(dòng)力荷載對(duì)比分析
    3.6 結(jié)論
4 破碎波對(duì)海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的作用
    4.1 破碎波理論
    4.2 計(jì)算模型
    4.3 崩破波對(duì)單樁風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的作用
        4.3.1 破碎參數(shù)0x =0.402 下波浪荷載分析
        4.3.2 破碎參數(shù)ξ₀=0.178 下波浪荷載分析
    4.4 卷破波對(duì)單樁風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的作用
        4.4.1 破碎參數(shù)ξ₀=1.000 下波浪荷載分析
        4.4.2 破碎參數(shù)ξ₀=0.594 下波浪荷載分析
        4.4.3 破碎形式由卷破波到崩破波的轉(zhuǎn)變分析
    4.5 結(jié)論
5 畸形波對(duì)海上風(fēng)機(jī)單樁基礎(chǔ)的作用
    5.1 畸形波理論
        5.1.1 畸形波的定義
        5.1.2 畸形波的形成機(jī)理
    5.2 畸形波的數(shù)值模擬
    5.3 畸形波作用下10 MW單樁基礎(chǔ)的受力研究
    5.4 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A Stokes五階波的有關(guān)公式
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：4056557