检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2023年第5期44卷 342-348页

作者：孙鹏赵业彬李婧宜潘辰张浦阳山东电力工程咨询院有限公司济南250013 天津大学建筑工程学院天津300072

针对海上风电三筒导管架基础开展振动台试验,主要研究地基土的超孔隙水压力和加速度,并利用有限元软件ADINA对海上风电三筒导管架基础地基土在地震作用下的动力响应进行数值模拟,将试验结果与数模结果进行对比,发现二者吻合较好。进一... 详细信息

针对海上风电三筒导管架基础开展振动台试验,主要研究地基土的超孔隙水压力和加速度,并利用有限元软件ADINA对海上风电三筒导管架基础地基土在地震作用下的动力响应进行数值模拟,将试验结果与数模结果进行对比,发现二者吻合较好。进一步选取3种不同烈度的地震进行有限元模拟,主要分析其超孔隙水压力和加速度的分布规律,结果表明三筒导管架基础筒内土体的抗液化性能高于筒外土体,筒壁底端附近为液化高风险区,三筒导管架基础的上部荷载作用及环箍效应对地基土的抗液化性能有提高作用。

关键词：海上风电土体液化孔隙水压力加速度数值模拟三筒导管架基础

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海上风电三筒导管架基础的湿拖耦合动力响应研究

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中国舰船研究 2024年第4期19卷 92-103页

作者：张浦阳梁迪生齐喜玲天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300050

[目的]为提高海上风电多筒导管架基础的湿拖运输安全性,需探究其湿拖运输过程的稳性和动态响应问题。[方法]基于海工分析软件MOSES构建水动力模型,对湿拖运输过程分别进行频域和时域分析,并定量分析波浪载荷、拖航方式等参数对三筒导管... 详细信息

[目的]为提高海上风电多筒导管架基础的湿拖运输安全性,需探究其湿拖运输过程的稳性和动态响应问题。[方法]基于海工分析软件MOSES构建水动力模型,对湿拖运输过程分别进行频域和时域分析,并定量分析波浪载荷、拖航方式等参数对三筒导管架基础拖航特性的影响。[结果]计算结果表明,三筒导管架具有良好的湿拖稳性,在吃水深度8~10 m范围内的正浮态均可满足完整稳性校核;三筒导管架基础的拖缆力、纵摇角、垂荡加速度、筒气压的幅值与波高呈正比关系,与吃水深度呈线性变化关系但影响较小;拖缆力和筒气压的幅值与波浪周期无明显关系,但波浪周期将影响该基础的纵摇和垂荡响应幅值;拖缆力与航速的平方近似呈正比关系;顺浪条件下三筒导管架基础的纵摇运动比逆浪条件更为剧烈。[结论]研究成果对于提高多筒导管架基础的湿拖运输安全性具有重要的指导意义。

关键词：海上风电三筒导管架基础水动力模型湿拖稳性 MOSES软件

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海上风电三筒导管架基础及整机浮运研究

海上风电三筒导管架基础及整机浮运研究

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作者：刘潇天津大学

学位级别：硕士

为实现高效、低成本、规模化开发海上风电场的需求,近年来出现了许多新型海上风机基础结构,其中三筒导管架基础深水海域适应性较强,可以在陆地上进行批量预制,大大节省了海上的作业时间,并且可通过与专用船舶或辅助措施的组合,实现海上... 详细信息

为实现高效、低成本、规模化开发海上风电场的需求,近年来出现了许多新型海上风机基础结构,其中三筒导管架基础深水海域适应性较强,可以在陆地上进行批量预制,大大节省了海上的作业时间,并且可通过与专用船舶或辅助措施的组合,实现海上一体化浮运安装,进一步降低运输和安装成本。由于三筒导管架结构本身具有一定的自浮稳性,在相应的辅助措施帮浮之下,可浮运至指定施工地点,但由于目前已应用的案例多为干拖浮运,因此针对三筒导管架基础和整机结构在湿拖浮运过程中的稳性及运动特性的研究较少,因此有必要对此展开深入的研究。本文通过将模型试验与数值模拟相结合对三筒导管架基础的静稳性、浮运稳性特性以及三筒导管架整体浮运技术展开研究。具体研究内容及成果如下: (1)对三筒导管架基础开展了比尺为1:40的静稳性实验研究,分析了不同吃水深度下三筒导管架基础的固有周期变化规律以及不同吃水、偏心荷载下基础的倾斜角度变化规律,通过实验及理论分析得到:随着三筒导管架基础吃水深度的增加,其横摇和垂荡固有周期均逐渐增大,且在相同倾角下回复力臂不断增大。实浮体与气浮体之间的差异可以通过气浮折减系数来描述。 (2)通过开展模型试验对三筒导管架基础在不同吃水深度、拖缆点位置、波浪高度以及波浪周期下浮运的运动特性进行了研究,并运用数值模拟对三筒导管架基础在不同拖航速度以及波浪方向下的浮运特性进行了补充研究。研究结果表明:在不同吃水深度和拖缆点位置下数值模拟与模型试验所得结果吻合程度较好,当波浪高度较高、波浪周期接近固有周期时,模型试验与数值模拟存在一定的差距,在误差允许范围之内;拖航速度的增加会导致拖缆力增大,基础前倾,舱压变化幅度减小;选于合适的波浪角度,可以有效地降低三筒导管架基础的响应幅值,但是会出现多自由度的响应。 (3)给出一种整机浮运安装船,并在不同随机波因素、不同拖航方式以及拖缆绳断裂情况下对结构在浮运过程中产生的运动响应结果进行了统计和比较,研究结果表明:有义波高的增加,谱峰周期接近固有周期均会导致结构运动响应增大;底部筒吃水深度的改变以及拖缆点位置的改变对整机结构纵摇角、垂荡位移以及垂荡加速度影响较小;拖缆绳断裂后会导致纵摇角和垂荡位移变化幅度增大。

关键词：海上风电三筒导管架基础拖航稳性及运动特性整体浮运 Moses 模型实验

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压载对三筒导管架基础水平承载特性的影响研究

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海峡科学 2023年第7期 72-76页

作者：方孝伍李梓杰吴炳吴衍剑中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司福建福州350001

为研究压载对三筒吸力式导管架基础水平承载特性的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了三筒吸力式导管架基础,选取多层粉质黏土和砂土,分别考虑不同大小的竖向压载。研究发现,竖向压载对砂性黏性土结合的分层土下导管架基础水平承载能力的... 详细信息

为研究压载对三筒吸力式导管架基础水平承载特性的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了三筒吸力式导管架基础,选取多层粉质黏土和砂土,分别考虑不同大小的竖向压载。研究发现,竖向压载对砂性黏性土结合的分层土下导管架基础水平承载能力的提升效果更为明显,实际工程中可考虑增加压载,以提高多筒导管架基础的水平承载性能,压载量在竖向极限承载力的1/40以内时,水平极限承载力具有更高的增长效率,过大的竖向压载可能会导致基础竖向位移过大及结构失稳。

关键词：海上风电三筒导管架基础水平承载特性竖向压载

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海上风电三筒导管架基础浮运特性研究

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港工技术 2022年第2期59卷 72-75页

作者：练继建刘潇郭耀华王海军天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 天津大学建筑工程学院天津300350

三筒导管架基础结构本身可提供一定的浮力,可浮运至指定施工地点,在浮运过程中受吃水深度、波浪等因素的影响较为复杂,因此有必要对此展开深入的研究。该文通过模型试验对三筒导管架基础在不同吃水深度下浮运的运动特性进行了研究并运... 详细信息

三筒导管架基础结构本身可提供一定的浮力,可浮运至指定施工地点,在浮运过程中受吃水深度、波浪等因素的影响较为复杂,因此有必要对此展开深入的研究。该文通过模型试验对三筒导管架基础在不同吃水深度下浮运的运动特性进行了研究并运用数值模拟补充分析了波流耦合作用对基础浮运特性的影响。研究结果表明吃水深度的增加会提高拖航稳性但是会增大拖航阻力,当波浪方向为60°时,三筒导管架基础自浮拖航稳性较好。

关键词：三筒导管架基础拖航阻力吃水深度波流耦合浮运特性

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海上风电多筒导管架基础下沉安装与回收技术研究

海上风电多筒导管架基础下沉安装与回收技术研究

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作者：马宇轩天津大学

学位级别：硕士

随着“30.60”双碳战略目标的提出以及我国海上风电平价化时代的提前到来,三筒导管架基础以其成本低、施工便捷、环境友好度高等特点愈发受到风场建设单位青睐,当前方兴未艾。作为一种工程实体,其实现离不开施工过程的开展,本文针对三... 详细信息

随着“30.60”双碳战略目标的提出以及我国海上风电平价化时代的提前到来,三筒导管架基础以其成本低、施工便捷、环境友好度高等特点愈发受到风场建设单位青睐,当前方兴未艾。作为一种工程实体,其实现离不开施工过程的开展,本文针对三筒导管架基础施工过程中的沉贯、顶升、调平三项关键工艺,基于模型试验方法进行规律探究。实际施工过程中,沉贯/顶升与调平是同步进行的。对于前两项施工工艺,试验中通过使用导向限位器(抱桩器)施加约束,使基础仅具备竖向自由度,从而将调平操作剥离出去,研究纯粹的沉贯和顶升。并在土中预埋水压传感器以实时记录土体中渗流变化。沉贯试验中,采用相同的负压加载制度,通过改变初始施加泵压控制沉贯节奏;试验结果表明初始施加泵压存在适值。顶升试验中,通过改变注入介质(气/水)、注水量控制顶升节奏;试验结果表明注水回收后地形变化量要大于注气回收后地形变化量,顶升速度与注水流量值呈正相关。对于调平技术,试验中通过控制吸力/升力施加,制造三种下沉/回收极端倾斜模式(单筒独高模式、单筒独低模式、三筒均歪模式),使三筒导管架基础极限倾斜,以寻找不同深度处的允许极限角度(对应土体强度破坏)和止停极限角度。试验结果表明,下沉工况下止停极限角度与深度呈正相关,回收工况下止停极限角度与深度呈负相关。进一步的,研究止停极限角度恢复到规范垂直度的调平策略。调平策略的三要素在于施加介质(水/气)、施加方式(抽出/注入)和施加位置(哪个筒)。试验结果表明对于下沉过程,调平策略使用顺序是:对高位筒抽水,对低位筒注水,高位筒抽水&低位筒注水;低位筒注气。对于回收过程,调平策略使用顺序是:低位筒注水;低位筒注气&高位筒排气,其中低位筒注气用来粗调,高位筒排气用来细调。

关键词：海上风电下沉与回收调平三筒导管架基础极限角度渗流

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深水风电三筒导管架结构屈曲及承载特性研究

深水风电三筒导管架结构屈曲及承载特性研究

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作者：闫瑞洋天津大学

学位级别：硕士

随着各行各业对能源需求的不断增加,海上风电逐渐受到世界各国的重视。但由于我国浅水海域相对较少,因此深水风电的开发显得尤为重要。三筒导管架基础是一种适用于深海海域的海上风机基础型式,主要由导管架、筒顶加强段以及筒型基础几... 详细信息

随着各行各业对能源需求的不断增加,海上风电逐渐受到世界各国的重视。但由于我国浅水海域相对较少,因此深水风电的开发显得尤为重要。三筒导管架基础是一种适用于深海海域的海上风机基础型式,主要由导管架、筒顶加强段以及筒型基础几部分构成。目前,国外对于三筒导管架基础在海上风电中应用的研究体系已经较为成熟,但其在国内的工程应用处于起步阶段。因此有必要对三筒导管架基础下沉过程中的筒壁屈曲特性及在位状态下的承载特性进行研究。本文主要研究内容和成果如下:以筒直径10 m,筒高20 m与筒直径17 m,筒高17 m的两种长径比的三筒导管架基础为研究对象,采用ABAQUS有限元软件对比分析下沉深度、径厚比、初始缺陷对于周向临界屈曲应力值的影响,在美国海军试验水槽公式的基础上提出了三筒导管架基础下沉过程临界屈曲应力计算公式,并与有限元结果对比,两者吻合度较高。将基于沉贯阻力得到的最小临界负压值与不同径厚比下的屈曲负压值进行对比,并计算得到两种长径比下不同下沉深度时筒壁的临界厚度,结果表明,三吸力桩导管架基础下沉过程中的临界壁厚更大,在同等壁厚下其较三吸力筒导管架基础更容易发生屈曲。对比分析三吸力桩导管架基础与三吸力筒导管架基础在竖向、水平、弯矩单调荷载作用下的承载特性,同时也对比了单筒受压与单筒受拉情况下基础承载模式的异同。计算结果表明,竖向荷载作用下三吸力桩导管架基础主要是筒内壁承载,而三吸力筒导管架基础主要是筒顶承载;水平荷载作用下基础筒内壁受到的合力方向与加载方向一致,极限承载状态下三吸力桩导管架基础主要是受压筒端部承载而三吸力筒导管架基础主要是临载侧被动区土压力承载;弯矩荷载作用下基础的运动模式表现为绕某一点处的转动。研究了筒基与导管架主腿相对位置的变化对承载性能的影响,通过计算得到基础在复合承载状态下的二维包络线及三维包络面,进一步对比了两基础的复合承载能力,最后比较了两种基础在不同工况下的倾斜率,并对导管架的传力路径进行了对比分析。

关键词：海上风机三筒导管架基础屈曲分析承载特性吸力桩吸力筒

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黏土中海上风电三筒基础上拔阻力特性研究

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新能源进展 2023年第6期11卷 506-511页

作者：张浦阳信连硕乐丛欢丁红岩天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

通过数值仿真的方式对黏土中三筒导管架基础上拔阻力特性进行研究,明确吸力筒直径与筒高对三筒基础上拔阻力曲线的影响与上拔过程中吸力筒所受摩擦力的分布特征。结果表明:三筒导管架上拔阻力随基础位移呈现快速升高后逐渐回落的特点;... 详细信息

通过数值仿真的方式对黏土中三筒导管架基础上拔阻力特性进行研究,明确吸力筒直径与筒高对三筒基础上拔阻力曲线的影响与上拔过程中吸力筒所受摩擦力的分布特征。结果表明:三筒导管架上拔阻力随基础位移呈现快速升高后逐渐回落的特点;最大上拔阻力随着吸力筒直径的增大而近似线性增大,最大上拔阻力对应的基础位移稳定在吸力筒筒高的2%左右;在上拔过程中,筒壁摩擦力从向上转为向下,吸力筒下部摩擦力与吸力筒外侧摩擦力都表现出了更快的响应速度;仅自重作用下基础吸力筒摩擦力分布与破土时刻吸力筒摩擦力分布规律相似、大小相近、方向相反;吸力筒内壁摩擦力相较于吸力筒外壁摩擦力沿圆周分布更加均匀。

关键词：三筒导管架基础上拔阻力摩擦力黏土海上风电

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