海上风力发电机筒型基础稳定性研究

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随着能源危机越来越多的为人们所关注,寻找新型可再生能源成为当今社会的热点,风力资源作为一种可再生的清洁能源,更多的被人们所利用。近年来,世界风能市场每年都在快速增长。相比于陆上风力发电机,海上风电具有很多优势,比如海上风能资源更加丰富,便于利用,同时节省土地资源。但同时我们也发现,在海上风电具有各种优势的同时,其也有自身的问题,例如其海上环境更加恶劣,施工成本高,所受的外荷载作用多变,这就使得我们的设计工作更加困难。本文就以某海上风力发电机为例,尝试探讨一下海上风电基础的稳定性。该海上风机采用的是筒型基础形式,其为大圆筒薄壁结构,抗倾覆,抗滑移能力较好。通过ABAQUS大型有限元分析软件模拟海上复杂的荷载条件,波浪荷载,冰荷载,风荷载,风力机自身振动荷载等多荷载耦合作用下的基础稳定性,同时利用ABAQUS的接触设置设置摩擦接触来考虑筒内土体对整个基础的作用,得到了相应的分析结果,结果表明考虑多荷载耦合作用的前提下,该海上风电基础仍然是稳定的,同时,风机自身振动荷载对基础的稳定性造成了一定的影响,但影响的效果并不大。由于地基地处海底,排水条件较差,其表层砂土容易发生液化现象,严重威胁了整个海上风力发电机的安全,本文从液化的条件,机理,影响因素等内容出发,判断发生液化的土层,并且通过有限元计算分析该土层液化后,整个风电基础所受的影响,并尝试采取措施来减小液化对基础稳定带来的不利作用,给出了相关的建议。
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