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垂直桩柱正向波流力的计算及水动力系数C_D、C_M分析方法的探讨 被引量:13
1
作者 康海贵 李玉成 王洪荣 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1990年第3期91-101,共11页
文中首先综述了目前常用的水动力系数C_D,C_M的分析方法,并通过大量实验结果的分析对比得出,只要按本文所定义的KC数相同,则无论是纯波场,还是波流共存场,不管是规则波情况下还是不规则波情况下,都应具有相近的C_D、C_M值。文中还通过... 文中首先综述了目前常用的水动力系数C_D,C_M的分析方法,并通过大量实验结果的分析对比得出,只要按本文所定义的KC数相同,则无论是纯波场,还是波流共存场,不管是规则波情况下还是不规则波情况下,都应具有相近的C_D、C_M值。文中还通过计算值与实验结果的对比,验证了本文所述波流共存场中不规则波情况下桩柱波流力计算方法是切实可行的。 展开更多
关键词 波流 水波 桩柱 水动力系数 正向力
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风浪流共同作用下海上风电基础与海床的动力响应分析 被引量:13
2
作者 张小玲 刘建秀 +1 位作者 杜修力 许成顺 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期658-668,共11页
我国近海风资源丰富,但由于海洋环境条件的复杂性,开发利用近海风资源的规模和效益受到很大的制约;而风、波浪和海流等作为近海主要环境荷载对近海风机的正常运行起到决定性作用。采用谐波叠加法模拟得到近海风电场的风荷载时程,利... 我国近海风资源丰富,但由于海洋环境条件的复杂性,开发利用近海风资源的规模和效益受到很大的制约;而风、波浪和海流等作为近海主要环境荷载对近海风机的正常运行起到决定性作用。采用谐波叠加法模拟得到近海风电场的风荷载时程,利用Morison方程和非线性波浪理论推导了波浪荷栽和波流荷栽的计算公式,最后根据Turkstra准则将风浪流荷载进行叠加组合,建立风浪流荷载共同作用下海上风电基础与海床动力相互作用的三维有限元计算模型。基于此模型,针对不同荷载组合条件下风机塔筒的水平位移、竖向应力以及基础的水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等进行了动力分析,同时对风浪流荷载共同作用下桩基础周围海床的超孔隙水压力响应进行了计算分析,讨论了不同的荷载参数对海床超孔隙水压力的影响。结果表明:风荷栽对风机塔筒顶端水平位移、塔底应力影响较大,波流荷载对风机基础顶端水平位移、桩身弯矩、桩身剪力影响较大,而波浪荷栽则对海床孔隙水压力影响较大。可取最大风荷载和最大波流荷载叠加波浪荷载时程的组合为最不利组合方式。 展开更多
关键词 海上风电基础 海床 共同作用 风浪流 荷载组合
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波流对不同淹没深度水平圆柱的载荷分析 被引量:9
3
作者 柏君励 马宁 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期938-945,共8页
通过试验和数值模拟相结合的方法对水平圆柱与波浪、波流相互作用的问题进行研究.首先,在循环水槽中开展了波流与水平圆柱相互作用的试验,试验中分别测量流、波浪以及波流对不同淹没深度的圆柱的水平和垂直作用力.其次,采用RANS方程对... 通过试验和数值模拟相结合的方法对水平圆柱与波浪、波流相互作用的问题进行研究.首先,在循环水槽中开展了波流与水平圆柱相互作用的试验,试验中分别测量流、波浪以及波流对不同淹没深度的圆柱的水平和垂直作用力.其次,采用RANS方程对部分试验工况进行数值模拟,并对波流与圆柱相互作用过程中自由面的变化以及波浪的反射情况进行分析.接着重点讨论圆柱所受波流作用力的峰值随圆柱淹没深度的变化规律,并将试验测量的受力峰值与Morison公式计算的理论值进行对比,发现波浪的反射和阻塞效应对波流作用力的峰值具有显著的影响.结果表明,波浪的反射作用使受力增加,波浪的阻塞效应使受力减小,而圆柱的受力峰值取决于这两者的相对强弱程度.在波浪反射和阻塞的共同作用下,圆柱的受力和Morison公式计算结果相比,在部分淹没和完全淹没状态下表现出不同的特性. 展开更多
关键词 波流-圆柱相互作用 波流作用力 波浪反射 波浪阻塞
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桩基承台结构的波流力研究进展 被引量:10
4
作者 刘桦 王本龙 +1 位作者 薛雷平 何炎平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第10期1098-1109,共12页
我国近海风电场建设大多采用桩基承台结构.总结了不规则波浪和水流共同作用下桩基承台结构的波流力物理模型实验结果,得到了群桩效应系数及其变化规律,讨论了作用于近水面承台底部的波浪拍击力;从理论上分析了规则波作用下承台对桩基波... 我国近海风电场建设大多采用桩基承台结构.总结了不规则波浪和水流共同作用下桩基承台结构的波流力物理模型实验结果,得到了群桩效应系数及其变化规律,讨论了作用于近水面承台底部的波浪拍击力;从理论上分析了规则波作用下承台对桩基波浪力的影响;建立了规则波与桩基承台相互作用的数值模型,揭示了波浪在承台的上浪与爬高及其水动力特征.鉴于桩基承台结构包含多个斜桩和较大尺度的承台,在波浪与水流作用下该结构物附近的流场结构十分复杂,有必要针对结构附近的流动结构以及自由表面大变形开展细致的实验和数值模拟研究,以进一步揭示作用于这类结构的波流力变化规律及其机理. 展开更多
关键词 近海风力机 桩基 承台 波流力 群桩效应 物理模型实验 数值模拟
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西堠门公铁两用大桥高桩承台基础波流荷载特性研究 被引量:5
5
作者 肖海珠 魏凯 +1 位作者 胡楷宇 李小珍 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期27-35,共9页
西堠门公铁两用大桥主桥5号桥塔采用高桩承台深水基础,承台为六边形截面,长68 m、宽46.4 m、高10 m,桩长88 m。为了解该跨海桥梁高桩承台深水基础在海洋环境下的波流荷载特性,对高桩承台基础在不同波流条件下所受波流力展开研究。采用CF... 西堠门公铁两用大桥主桥5号桥塔采用高桩承台深水基础,承台为六边形截面,长68 m、宽46.4 m、高10 m,桩长88 m。为了解该跨海桥梁高桩承台深水基础在海洋环境下的波流荷载特性,对高桩承台基础在不同波流条件下所受波流力展开研究。采用CFD软件Flow 3D建立三维波流数值水槽模型,实现波流耦合数值仿真,在通过缩尺模型水槽试验验证可靠的基础上,采用数值仿真计算高桩承台基础不同构件在波流同向、反向及纯波时,不同流速条件下所受波流力,并分析群桩波流力的非均匀特性,提出群桩波流力非均匀性系数γ和桩基系数K以表征群桩波流力特性。结果表明:高桩承台基础在纯波及波流同向时横桥向波流力变化不大,在波流反向时横桥向波流力显著增加,其最大值为纯波条件下最大值的1.13倍;承台所受横桥向波流力在波流同向时随流速增大而减小,在波流反向时一定流速范围内随流速增大而增大;群桩主要受水流力作用,所受作用力随流速增大而增大;群桩波流力非均匀性系数γ最大可达75.9%。 展开更多
关键词 跨海桥梁 高桩承台基础 波流作用 荷载特性 波流力 水槽试验 数值模拟
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风浪流对绞吸船定位桩的冲击研究 被引量:5
6
作者 季勇志 吴秀艳 吴小明 《水运工程》 北大核心 2013年第2期31-36,共6页
在全面分析风浪流对绞吸船定位桩的冲击荷载的基础上,对绞吸船施工中定位桩的动力响应提出了编程计算和有限元分析相结合的研究方法,即:通过编写程序计算定位桩在各种风浪流条件下的环境荷载,通过有限元模拟求解出定位桩在风浪流作用下... 在全面分析风浪流对绞吸船定位桩的冲击荷载的基础上,对绞吸船施工中定位桩的动力响应提出了编程计算和有限元分析相结合的研究方法,即:通过编写程序计算定位桩在各种风浪流条件下的环境荷载,通过有限元模拟求解出定位桩在风浪流作用下的动力响应。采用该方法得出的结果与实际较为符合,对绞吸船的安全施工具有参考价值。 展开更多
关键词 风浪流 绞吸船 定位桩 环境荷载 动力响应
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考虑环境腐蚀的海上施工栈桥承载性能分析 被引量:5
7
作者 叶庆旱 刘强 +2 位作者 尚黛梦 刘鹏飞 魏凯 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期31-37,共7页
为研究环境腐蚀对波流共同作用下的海上施工栈桥承载性能的影响,以平潭海峡公铁大桥海上施工栈桥为背景,建立考虑杆件弹塑性、节点局部柔性和环境腐蚀的栈桥有限元模型,采用非线性分析方法计算栈桥在不同波流条件、不同腐蚀时间下的承载... 为研究环境腐蚀对波流共同作用下的海上施工栈桥承载性能的影响,以平潭海峡公铁大桥海上施工栈桥为背景,建立考虑杆件弹塑性、节点局部柔性和环境腐蚀的栈桥有限元模型,采用非线性分析方法计算栈桥在不同波流条件、不同腐蚀时间下的承载力,对其波流承载性能进行分析。结果表明:栈桥极限波流承载力随着腐蚀时间增长而减小,腐蚀时间为20年时承载力下降48%并趋于稳定;通过提出的腐蚀时间与极限承载能力的数学关系可快速获取不同影响参数下海上施工栈桥的损伤临界线,提高了评估效率;考虑腐蚀后,在相同重现期波流荷载作用下,结构损伤程度会明显加重。该栈桥在100年一遇波流作用下,服役6年内只会出现轻微损伤,服役7年后可能会出现中度损伤,11年后可能会出现严重损伤。 展开更多
关键词 公路铁路两用桥 海上施工栈桥 环境腐蚀 波流作用 非线性分析 极限状态 承载性能 有限元法
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悬浮隧道水动力问题研究概述 被引量:5
8
作者 耿宝磊 刘宇 +1 位作者 胡传琪 金瑞佳 《水道港口》 2020年第1期1-8,共8页
悬浮隧道作为一种新型的跨水域交通方式近年来引起各国学者广泛的关注,文章在介绍悬浮隧道研究背景与各国发展状况的基础上,首先梳理了悬浮隧道断面形式与管体连接方式的相关研究,分析了不同断面形式的优缺点,概述了管段之间连接、支撑... 悬浮隧道作为一种新型的跨水域交通方式近年来引起各国学者广泛的关注,文章在介绍悬浮隧道研究背景与各国发展状况的基础上,首先梳理了悬浮隧道断面形式与管体连接方式的相关研究,分析了不同断面形式的优缺点,概述了管段之间连接、支撑悬浮系统连接以及隧道两端连接的相关成果。文章重点围绕悬浮隧道水动力问题,系统梳理了针对悬浮隧道水动力荷载、不同荷载作用下的运动响应及锚索系统的涡激振动及其抑制问题的研究,最后通过总结前人的研究成果,提出了悬浮隧道水动力研究方面需要进一步关注的问题。 展开更多
关键词 悬浮隧道 水动力 波流荷载 运动响应 涡激振动
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考虑多土层的波-流荷载下跨海桥梁桩基动力响应分析 被引量:4
9
作者 潘良 祝兵 +1 位作者 张家玮 康啊真 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第12期76-82,共7页
为得到桥梁桩基在多土层地质情况下对波流荷载的响应特性,建立多土层土体、单土层土体、泥面处固接的单桩与群桩三维有限元模型。采用Morison公式计算波流荷载,基于有限元计算得到各个模型在不同荷载工况下的响应,并考虑上部流体群桩效... 为得到桥梁桩基在多土层地质情况下对波流荷载的响应特性,建立多土层土体、单土层土体、泥面处固接的单桩与群桩三维有限元模型。采用Morison公式计算波流荷载,基于有限元计算得到各个模型在不同荷载工况下的响应,并考虑上部流体群桩效应对群桩动力响应的影响。结果表明:单桩的多土层土体模型结果与单土层土体模型结果差异很小,单桩响应随波流参数影响显著;以工程案例中群桩布置为例,随入射角的增加,其承台处位移变大,桩身最大主应力先增加后减小;在相对桩距较小的情况下,由于上部流体群桩效应的影响,显著增大了群桩的动力响应。实际群桩施工设计可简化土体性质等同为表层土体,在较小桩间距情况下不可忽略上部流体群桩效应。 展开更多
关键词 跨海桥梁 桩基 波流荷载 Morison 有限元 土层 群桩效应
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波流荷载加载方式对风机高桩承台结构的应力影响 被引量:3
10
作者 陆南辛 祝周杰 《水力发电》 北大核心 2020年第11期101-103,110,共4页
采用有限元软件进行风机高桩承台基础建模,针对波流荷载的加载高度、波流荷载与风机荷载加载方向的夹角对于高桩承台钢管桩基础的应力影响进行了研究。通过分析钢管桩应力最大值、发生点位置、应力危险区面积等,得到了风机高桩承台基础... 采用有限元软件进行风机高桩承台基础建模,针对波流荷载的加载高度、波流荷载与风机荷载加载方向的夹角对于高桩承台钢管桩基础的应力影响进行了研究。通过分析钢管桩应力最大值、发生点位置、应力危险区面积等,得到了风机高桩承台基础钢管桩应力分布规律。结果表明,波流荷载会显著增加高桩承台钢管桩的应力,当波流荷载与风机荷载反向的时候,为钢管桩结构应力最不利状态。 展开更多
关键词 波流荷载 风机高桩承台 有限元 应力分布
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台风浪-潮-流相关性对桥梁群桩基础波流力的影响 被引量:1
11
作者 尚黛梦 魏凯 +1 位作者 钟茜 秦顺全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期187-194,共8页
台风是我国主要的灾害性天气系统之一,台风作用下桥址区会产生巨浪、强潮、急流,导致桥梁群桩基础承受巨大的波流力。极端环境下的海洋环境参数浪、潮、流会相互作用,而现有的设计规范中较少考虑浪-潮-流的相关性,从而导致设计的保守。... 台风是我国主要的灾害性天气系统之一,台风作用下桥址区会产生巨浪、强潮、急流,导致桥梁群桩基础承受巨大的波流力。极端环境下的海洋环境参数浪、潮、流会相互作用,而现有的设计规范中较少考虑浪-潮-流的相关性,从而导致设计的保守。为研究台风浪-潮-流相关性对桥梁群桩基础波流力的影响,该文基于SWAN+ADICIRC耦合模型获取49条台风作用下浪-潮-流数据,采用三维嵌套Frank Copula模型得到浪-潮-流三维联合分布,建立100年重现期环境等值面,并采用势流理论与莫里森方程进行波流力计算。对不考虑浪-潮-流相关性与考虑浪-潮-流相关性计算得到的波流力进行对比分析。研究表明:考虑浪-潮-流相关性比不考虑浪-潮-流相关性计算得到的群桩基础波流力减小17.40%;波流力与有效波高、谱峰周期和流速呈现明显的正相关性,而对潮位的变化并不敏感;在考虑了浪、潮、流相关性后,水平剪力和基底弯矩对应的环境参数组合不再一致。 展开更多
关键词 浪-潮-流相关性 台风 COPULA 联合概率 跨海桥梁 群桩基础 波流力
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Experimental study on bed-load sediment transport under irregular wave and current combined flow 被引量:1
12
作者 Wu Yongsheng,Qin Chongren (1. Department of Hydraulic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China 2. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China) 《Acta Oceanologica Sinica》 SCIE CAS CSCD 2001年第2期271-280,共10页
Using an irregularly oscillating tray and flume, a series of experiments are completed to evaluate bed-load sediment transport rate under irregular wave -current coexistent field. Testing conditions include three i... Using an irregularly oscillating tray and flume, a series of experiments are completed to evaluate bed-load sediment transport rate under irregular wave -current coexistent field. Testing conditions include three interaction angles 0', 45', 90' and two kinds of median sizes (0.38 and 1.10 mm). The results of transport rate show that the net sediment transport rate can be expressed approximately as the function of the maximum bottom shear stress of waves, mean shear stress of current and the grain size. 展开更多
关键词 Irregular wave-current bed-load transport rate
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波流作用下悬浮隧道局部锚索的破断动力响应 被引量:2
13
作者 阳帅 胡棋誉 +2 位作者 巫志文 牟礼旺 韦承贤 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期149-154,共6页
为研究波流作用下悬浮隧道局部锚索的破断动力响应,运用ANSYS/AQWA软件建立悬浮隧道及其锚泊系统的有限元模型。通过单元生死功能和时控法模拟锚索破断行为,对比分析不同波流条件对悬浮隧道局部锚索破断动力响应的影响。研究结果表明:... 为研究波流作用下悬浮隧道局部锚索的破断动力响应,运用ANSYS/AQWA软件建立悬浮隧道及其锚泊系统的有限元模型。通过单元生死功能和时控法模拟锚索破断行为,对比分析不同波流条件对悬浮隧道局部锚索破断动力响应的影响。研究结果表明:锚索破断之后,会对剩余锚索产生冲击效应,缆力瞬态增量随着与破断位置距离的增加而逐步递减;规则波、均匀流和锚索破断作用引起的悬浮隧道动力响应具有不同的特征,规则波主要引起结构产生周期运动,均匀流主要引起结构产生大幅偏移和低频运动,锚索破断主要引起结构产生冲击效应和高频振动;锚索破断之后,剩余结构的阻尼增大、刚度降低,导致锚索破断前后的结构运动行为出现明显的不同。 展开更多
关键词 悬浮隧道 锚索破断 有限元分析 波流荷载 动力响应
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波流作用下悬浮隧道荷载研究 被引量:1
14
作者 罗刚 申奇 +1 位作者 周晓军 邓永杰 《铁道建筑》 北大核心 2012年第11期53-56,共4页
考虑波流之间的相互影响,采用改进的Morison方程,分析了SFT的最大波流力与水流速度、悬浮隧道直径、悬浮深度、水深和波流夹角之间的关系。分析得出:无量纲参数kD一定时,最大波流力随水流速先减小后增加,随SFT直径的增加而增加,随悬浮... 考虑波流之间的相互影响,采用改进的Morison方程,分析了SFT的最大波流力与水流速度、悬浮隧道直径、悬浮深度、水深和波流夹角之间的关系。分析得出:无量纲参数kD一定时,最大波流力随水流速先减小后增加,随SFT直径的增加而增加,随悬浮深度和水深增加而减小;来流速度、SFT直径和悬浮深度是影响悬浮隧道波流荷载的主控因素,波流夹角和水深对悬浮隧道波流荷载影响相对较小。 展开更多
关键词 悬浮隧道 Morison方程 波流力 荷载分析
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波流荷载作用下风机混凝土高桩承台拉应力超限区分布研究 被引量:1
15
作者 李炜 熊根 +2 位作者 张俊臣 陆南辛 金超 《水力发电》 北大核心 2018年第9期102-105,共4页
采用有限元软件建立实体模型、壳单元模型和管单元模型,对不同波流荷载工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土拉应力分布。通过对不同拉应力区间混凝土体积统计分析,得到高桩承台拉应力超限区混凝土的分布规律。结果表明:... 采用有限元软件建立实体模型、壳单元模型和管单元模型,对不同波流荷载工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土拉应力分布。通过对不同拉应力区间混凝土体积统计分析,得到高桩承台拉应力超限区混凝土的分布规律。结果表明:波流荷载使高桩承台混凝土拉应力极值增加,但是拉应力超限区减小,且超限混凝土的拉应力分布区间主要为低拉应力区,极值拉应力区间的混凝土很少。根据拉应力超限区混凝土分布规律,给出了高桩混凝土承台拉应力控制值参考标准,为实际施工提出有益建议。 展开更多
关键词 波流荷载 高桩承台基础 混凝土 应力分布
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深水自升式平台波流载荷分析研究 被引量:1
16
作者 蒙占彬 王西录 +1 位作者 樊敦秋 田海庆 《装备制造技术》 2018年第2期111-114,共4页
针对桁架桩腿自升式平台桩腿结构特点,介绍了桁架桩腿波浪和海流载荷计算及水动力系数选取方法,并以某一自升式平台为例,采用桁架桩腿"详细模型"和"等效模型"进行桁架桩腿波流载荷分析,通过研究确定采用桁架桩腿&qu... 针对桁架桩腿自升式平台桩腿结构特点,介绍了桁架桩腿波浪和海流载荷计算及水动力系数选取方法,并以某一自升式平台为例,采用桁架桩腿"详细模型"和"等效模型"进行桁架桩腿波流载荷分析,通过研究确定采用桁架桩腿"等效模型"计算的波流载荷较"详细模型"计算的波流载荷要小,约为80%左右。 展开更多
关键词 自升式平台 桁架桩腿 波流载荷 详细模型 等效模型
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波流荷载对导管架塔架动力特性的影响
17
作者 陈守祥 谭美超 +3 位作者 吴艳姣 叶惠 王海宇 宋俞良 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期7-15,共9页
以导管架基础塔架为研究对象,建立了4种桩-土相互作用数值模型来考虑桩-土耦合效应,计算分析了波流荷载作用下不同复杂程度的桩-土耦合模型对导管架基础塔架动力特性的影响。结果表明:1)塔架振动模态、自振频率、风机整体动力响应受桩-... 以导管架基础塔架为研究对象,建立了4种桩-土相互作用数值模型来考虑桩-土耦合效应,计算分析了波流荷载作用下不同复杂程度的桩-土耦合模型对导管架基础塔架动力特性的影响。结果表明:1)塔架振动模态、自振频率、风机整体动力响应受桩-土耦合效应影响显著;2)采用各模型计算的塔架顶端加速度、桩基位移、节点内力、桩身弯矩等规律类似;3)采用6D简化模型,不能考虑桩-土相互作用,只可用于初步分析;4)采用目前应用范围最广的p-y+t-z曲线非线性模型计算得到的动力响应偏大,计算结果偏于保守;5)三维有限元模型能较好地考虑桩-土相互作用的影响,但计算时间偏长,不适用于工程设计,但可用作其他模型的校核与准确性评价。 展开更多
关键词 波流荷载 桩-土耦合效应 导管架基础 动力学响应
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波流作用下大直径管桩码头动力响应分析
18
作者 陆素娟 《西部交通科技》 2018年第12期157-160,165,共5页
文章通过ANSYS有限元平台,采用基于p-y曲线的非线性Winkler地基梁模型研究大直径管桩码头在波流荷载作用下的动力响应。通过对桩土相互作用模型和嵌固点模型进行对比分析,发现嵌固点模型会低估波流荷载对结构的作用;不同波浪周期下不同... 文章通过ANSYS有限元平台,采用基于p-y曲线的非线性Winkler地基梁模型研究大直径管桩码头在波流荷载作用下的动力响应。通过对桩土相互作用模型和嵌固点模型进行对比分析,发现嵌固点模型会低估波流荷载对结构的作用;不同波浪周期下不同波浪理论计算所得的桩基泥面位移最大值差别较大,根据规范推荐的微幅波理论计算得到的波浪荷载偏低,建议采用斯托克斯五阶波理论计算外海深水区波浪荷载。 展开更多
关键词 波流荷载 大直径管桩码头 有限元模型 非线性Winkler地基梁 桩土相互作用
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风-浪-流-RNA运行耦合作用下近海风电结构动态响应分析 被引量:3
19
作者 白久林 李晨辉 +2 位作者 龚彦安 王宇航 朱嵘华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期42-53,共12页
近海风电结构不仅长期遭受风、浪、流等荷载的耦合作用,还需承担风轮-机舱组件(Rotor-Nacelle Assembly,RNA)运行作用带来的额外动力影响,这不仅会加剧结构受载集中部位的损伤,还会影响甚至中断发电机组的正常运作。为探索近海风电结构... 近海风电结构不仅长期遭受风、浪、流等荷载的耦合作用,还需承担风轮-机舱组件(Rotor-Nacelle Assembly,RNA)运行作用带来的额外动力影响,这不仅会加剧结构受载集中部位的损伤,还会影响甚至中断发电机组的正常运作。为探索近海风电结构关键部位的动力特性及振动模式,该文建立考虑风-浪-流-RNA运行的单桩风电塔的耦合分析模型,采用Von Karman风谱模型和叶素动量理论计算气动荷载,通过莫里森方程求取单桩基础结构的波浪及海流荷载,对NREL 5MW单桩塔的塔顶、叶根及单桩底部开展动力响应分析。基于频谱分析法探究结构各关键部位的响应激励源;研究了在3~30m/s风速范围内,近海风电结构动态响应随风速及海流流速的动力特性变化规律。结果表明:近海风电结构动态响应在不同工作状态下会呈现不同的频谱特征,其动态响应时程的均值与峰值随风速增加呈非线性的变化趋势。 展开更多
关键词 近海风电结构 风轮-机舱组件 风-浪-流耦合 气动荷载 波浪荷载 动力响应
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台风-浪-流耦合作用下海上风力机基础结构水动力特性分析 被引量:2
20
作者 王硕 柯世堂 +3 位作者 赵永发 员亦雯 张伟 杨杰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期218-228,共11页
为揭示台风-浪-流耦合作用下风力机基础结构的水动力特性,以广东外罗10 MW级海上风力机为研究对象,基于模式耦合器(MCT)建立中尺度台风-浪-流(W-S-F)实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变... 为揭示台风-浪-流耦合作用下风力机基础结构的水动力特性,以广东外罗10 MW级海上风力机为研究对象,基于模式耦合器(MCT)建立中尺度台风-浪-流(W-S-F)实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变特性;再结合中/小尺度嵌套方法分析风力机单桩基础水动力荷载分布特性;提出不同波浪相位下基础柱极值荷载模型。结果表明:建立的W-S-F平台对台风路径的模拟精度较单WRF模式提高42.51%;台风-浪-流耦合作用下基础柱水平波浪力正峰值增大约20%,负峰值减小约18%,并沿水深方向呈指数型变化规律,周向沿180°波向角呈对称分布;T4相位为风力机基础强度设计的最不利相位,基底剪力最大达7.68×10^(6)量级,基底弯矩最大达5.2×10^(8)量级。 展开更多
关键词 台风-浪-流耦合 海上风力机 中/小尺度 水动力荷载特性
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