【摘要】：近些年,我國海上風電發(fā)展迅速,風機制造業(yè)日趨成熟。如東海上風電在提供便利的同時,也產(chǎn)生一些問題。風電場工程的樁基群一般會引起周邊海流的流速變化,導致工程附近的水動力發(fā)生變化,進而加劇樁基附近泥沙沖淤,容易對當?shù)氐牡孛残螒B(tài)、港口資源及生態(tài)環(huán)境等方面帶來影響,進而影響著航道通行和周邊港口資源的開發(fā)利用。而海流荷載和波浪荷載是風電樁基的主要荷載,研究風電樁基的受力分析對風機基礎的安全性有極大意義,并且為以后的防護作用提供指導意見。本文搜集了工程區(qū)域水文資料和的潮流、波浪資料分析了工程海域基本情況和動力環(huán)境并總結(jié)了前人在水動力數(shù)值模擬方面的研究工作。為了探討如東海上風電基礎周邊水動力變化特性,基于MIKE 21軟件建立了二維水動力數(shù)值模型。通過工程前的潮位潮流驗證,結(jié)果表明該模型能夠準確真實的模擬工程區(qū)的潮流運動,可用于工程后研究水動力變化的模擬計算。實測了工程后的潮流、波浪為波流力的計算提供了邊界條件。在CFD上建立圓柱繞流模型,基于VOF數(shù)值方法采用流體力學軟件Fluent模擬計算了工程區(qū)風電樁機所受的波流力。分兩種水深工況和三種不同受力情況進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),純流動情形,受力從開始突然下降,后上升波動數(shù)個周期后趨于某個固定值,而純波浪則處開始不穩(wěn)定后,后期大小、正負呈現(xiàn)周期性變化并保持穩(wěn)定,波流耦合情形與純波浪相似,但略微復雜。力矩變化與圓柱表面受力變化相似。在純波浪、純流以及波流組合條件下樁基所受的力以及力矩值隨著水深增大而增大。
【圖文】：

如東海上風電基礎周邊水動力特性及其波流力計算求[1]是在不破壞自然環(huán)境的基礎上，經(jīng)濟可行順應環(huán)境與自然，經(jīng)濟可行。電場，相對而言，海上風電場對環(huán)境的造成的影響比陸上風電場造成的影響是然而，海上風電場的開發(fā)實施以及運行施工和運行后肯定必然會對工程區(qū)域的生態(tài)和生態(tài)和水文、地質(zhì)地質(zhì)條件等環(huán)境存在或多或少一定的影響，，如布的海上風電場密集的風機樁群風機基礎結(jié)構(gòu)對水位、流速、水道通量及海能力等水動力條件的影響、海上風電場對海洋生[2][3][4]物的影響等等。因此，程區(qū)域周邊水動力特性是必不可少的的一部分。海上風機建立在海床上,其受了大量的波浪和波流荷載,研究風機基礎在海流、波浪及波流耦合作用下情況,對于風機基礎的安全性有著重要的意義，并且為以后樁基的防護提供建

圖 1-2 工程區(qū)模型范圍Fig 1.2 Range of engineering model2 研究的目的和意義海上風電工程在提供巨大的電能資源的同時，也容易對當?shù)氐牧鲌龇植�、態(tài)、港口資源及生態(tài)環(huán)境等方面帶來負面的影響，繼而影響著本區(qū)域的碼頭源、航道資源、灘涂資源和水資源的開發(fā)利用。對風電工程周邊水動力特性可以為周邊海域資源發(fā)展提供技術(shù)指導以及針對對生態(tài)環(huán)境的不良影響提出措施。而所處的波浪和水流對風電機組樁基基礎可能會造成巨大的力與彎矩等不響，所以波流力的計算研究對樁基的安全性及防護具有重大意義。本文在分析研究了洋口港海域形式及水動力環(huán)境的基礎上通過 MIKE 21 的二維潮流數(shù)學模型，計算分析了中廣核如東 150MW 海上風電示范項目、0MW 海上風電場項目引起的潮流場變化來評價對現(xiàn)有洋口港西太陽沙作業(yè)
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM614;TU476;P731.2

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本文編號：2697874