波流作用下海上固定式风机基础的水动力性能数值模拟

《波流作用下海上固定式风机基础的水动力性能数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、波流作用下海上固定式风机基础的水动力性能数值模拟刘正浩万德成上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中摘要：海上风机基础长期受到海流、波浪等环境荷载的交互作用，作业难度较人，研究风机基础的水动力特性可为其设计及应用提供重要参考.文屮基于自主研发的船舶与海洋工程CTO求解器naoc-FOAM-SJTU,对一座固定式高桩承台风机基础在波流作用下的水动力参数进行数值模拟，研宄了波浪与海流联合作用时，该风机基础在不同水深、不同波高条件下的受力、表面压力以及波面爬升现象，并与上海交通大学海洋工程国家重点实验室的模型试验结果进行比较，计算结果

2、显示naoe-FOAM-SJTU求解器可以很好地模拟波流联合作用下风机基础的水动力特性.关键词：高桩承台风机基础;波流作用;naoe-FOAM-SJTU求解器;水动力性能;作者简介：刘正浩（1989一），男，博士研究生，研究方向为海洋工程水动力学.作者简介：万徳成（1967一），男，教授，研宄方向为船舶水动力学.E-mail:dcwan@sjtu.edu.cn收稿日期：2017-05-25基金：国家自然科学基金资助项目（51379125,51490675,11432009,51579145）Numericalstudyofhydrodynamicperformanceofwi

3、ndturbinefoundationunderwave-currentcombinationsLIUZhenghaoWANDechengStateKeyLaboratoryofOceanEngineering，SchoolofNavalArchitecture，OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity;Abstract：Sincewindturbinefoundationisalwaysunderinteractionofcurrent,wavesandotherenvironmentalloads，analys

4、isofhydrodynamicperformanceisofgreatimportanceforitsdesignandapplication.Inthispaper,aself-developedCFDsolvernamednaoe-EOAM-SJTUisadoptedtonumericallysimulatethehydrodynamicperformanceofapilewindturbinefoundationundertheinteractionofwave-currentcombinations.Theforcesandtheflowfieldofthepile

5、windturbinefoundationunderdifferentwaterdepthsanclwaveheightsarcpresentedandanalyzed.Theresultscomparedwithmodeltestresultsshowthenaoe-EOAM-SJTUsolverisapplicableandreliableinthestudyofhydrodynamicperformanceofwindturbinefoundation.Keyword：pilewindturbinefoundation;wave-currentinteraction;n

6、aoe-FOAM-SJTUsolver;hydrodynamicperformance;Received：2017-05-25近年来，海上风力发电逐渐成为全球风电产业发展的新方向.目前，商业化的海上风力发电场主要应用于浅水区域（水深小于30m）,并且多采用固定式基座.在海洋工程领域，高桩承台风机基础由于具有抗弯强度高、施工周期短、适应性强、成本和对较低等特点而得到广泛应用.高桩承台风机基础一般是由群桩和连接桩顶的承台组成，其所受波浪和海流载荷对风机基础的安全性及使用寿命有着重要影响，因此，研究高桩承台风机基础的水动力特性对于工程应用具有重要意义.目前，研宄海上固定式风机基础水

7、动力特性的方法主要有实地监测、模型试验、理论分析和CFD模拟等.实地监测所测得的数据比较可靠，可以作为检验依据，但其通常是针对已有风机基础，对新型风机基础的设计与应用指导意义不大.模型试验一般是在海洋工程水池屮进行的，通过采用造波机、循环造流系统、水深调节等系统研宄风机基础在波流作用下的水动力响应.文献［1］通过实验分析了纯波及波流共同作用时，风机基础惯性力系数和拖曳力系数的变化规律.文献［2-3］对东海大桥桩基结构的波流力进行了模型试验研宄，分析了不同水深下不规则波与均匀流共同作用于小尺度单桩以及群桩