波浪作用下海上风电机组结构与基础相互作用与动力分析研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-14页 |
| 1.1.1 全球风电发展现状 | 第11-13页 |
| 1.1.2 我国海上风电发展现状 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.2.1 波浪力研究现状 | 第14-15页 |
| 1.2.2 桩土相互作用研究现状与方法 | 第15-17页 |
| 1.3 论文研究内容及大纲 | 第17-18页 |
| 第二章 非线性波浪的数值解法与MATLAB实现 | 第18-33页 |
| 2.1 波浪运动的描述 | 第18-19页 |
| 2.1.1 基本方程 | 第18页 |
| 2.1.2 边界条件 | 第18-19页 |
| 2.1.3 初始条件 | 第19页 |
| 2.2 线性波理论 | 第19-20页 |
| 2.2.1 线性波基本假定 | 第19-20页 |
| 2.2.2 线性波边界条件的简化 | 第20页 |
| 2.2.3 线性波流场变量的表达式 | 第20页 |
| 2.3 斯托克斯波浪理论 | 第20-24页 |
| 2.3.1 斯托克斯波理论推导 | 第21-22页 |
| 2.3.2 斯托克斯三阶波 | 第22页 |
| 2.3.3 斯托克斯五阶波 | 第22-24页 |
| 2.4 流函数理论 | 第24-29页 |
| 2.4.1 流函数基本假定与函数表达 | 第24-25页 |
| 2.4.2 流函数的求解 | 第25-26页 |
| 2.4.3 非线性方程组的求解 | 第26页 |
| 2.4.4 编程中的数值方法 | 第26-28页 |
| 2.4.5 流函数求解步骤与流程图 | 第28页 |
| 2.4.6 流函数理论数值解法的验证 | 第28-29页 |
| 2.5 波浪理论的适用性 | 第29页 |
| 2.6 波浪理论的参数比较 | 第29-32页 |
| 2.7 本章小结 | 第32-33页 |
| 第三章 土体本构理论与UWAVE子程序的开发 | 第33-48页 |
| 3.1 桩土相互作用 | 第33-34页 |
| 3.1.1 简化模型法 | 第33页 |
| 3.1.2 实体建模法 | 第33-34页 |
| 3.2 土体的弹塑性本构关系 | 第34-38页 |
| 3.2.1 土体弹性模型 | 第34页 |
| 3.2.2 土体塑性模型 | 第34-38页 |
| 3.3 波浪力的施加方法 | 第38-42页 |
| 3.3.1 莫里森方程 | 第39-40页 |
| 3.3.2 水动力系数取值 | 第40页 |
| 3.3.3 桩身波浪荷载施加方法 | 第40-41页 |
| 3.3.4 ABAQUS子程序UWAVE开发 | 第41-42页 |
| 3.4 土体人工边界问题 | 第42-43页 |
| 3.4.1 粘性边界 | 第43页 |
| 3.4.2 粘弹性边界 | 第43页 |
| 3.4.3 无限元边界 | 第43页 |
| 3.5 气动荷载施加 | 第43-45页 |
| 3.6 基础风荷载的施加 | 第45-47页 |
| 3.7 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 有限元模型的确定 | 第48-59页 |
| 4.1 风机结构 | 第49-51页 |
| 4.2 水文地质资料 | 第51-53页 |
| 4.2.1 地质资料 | 第51-53页 |
| 4.2.2 水文资料 | 第53页 |
| 4.3 土体有限元参数取值 | 第53-56页 |
| 4.3.1 线弹性本构参数 | 第53-54页 |
| 4.3.2 多孔介质弹性模型参数 | 第54页 |
| 4.3.3 摩尔库伦与DP塑性模型参数 | 第54页 |
| 4.3.4 修正剑桥塑性模型参数 | 第54-55页 |
| 4.3.5 土体其他相关参数 | 第55-56页 |
| 4.4 土体边界条件的模拟 | 第56页 |
| 4.5 桩土相互作用模拟 | 第56-58页 |
| 4.6 本章小结 | 第58-59页 |
| 第五章 波浪作用下风机结构桩土相互作用分析 | 第59-79页 |
| 5.1 边界条件的影响 | 第59-66页 |
| 5.1.1 常见动力边界条件适用性的论述 | 第59-62页 |
| 5.1.2 固定边界的适用性分析 | 第62-66页 |
| 5.2 结构速度对于风机动力响应的影响作用 | 第66-67页 |
| 5.3 不同弹性模型对于风机结构动力响应的影响 | 第67-70页 |
| 5.4 不同塑性模型对风机结构动力响应的影响 | 第70-73页 |
| 5.5 不同波浪理论对于结构动力响应影响 | 第73-76页 |
| 5.6 风荷载对于结构动力响应的影响 | 第76-77页 |
| 5.7 安全性和适用性验证 | 第77-78页 |
| 5.8 本章小结 | 第78-79页 |
| 第六章 风电机组抗浪设计规范初步建议 | 第79-94页 |
| 6.1 引言 | 第79页 |
| 6.2 关于海洋波浪参数的取值建议 | 第79-82页 |
| 6.2.1 设计潮位的确定 | 第79页 |
| 6.2.2 设计海浪要素的确定 | 第79-81页 |
| 6.2.3 设计波浪组合 | 第81-82页 |
| 6.2.4 设计波浪的分类与组合 | 第82页 |
| 6.3 设计工况与荷载组合的建议 | 第82-85页 |
| 6.3.1 设计波况建议 | 第82-83页 |
| 6.3.2 风电机组桩基础设计工况组合 | 第83页 |
| 6.3.3 极限状态组合 | 第83-84页 |
| 6.3.4 分项系数和组合系数 | 第84-85页 |
| 6.4 波浪作用下桩基水平承载力计算建议 | 第85-87页 |
| 6.5 风机结构与桩基极限状态分析 | 第87-89页 |
| 6.6 波浪荷载作用下风机结构安全性和适用性建议 | 第89-92页 |
| 6.7 本章小结 | 第92-94页 |
| 第七章 结论与展望 | 第94-97页 |
| 7.1 本文主要工作与结论 | 第94-95页 |
| 7.2 本文创新与工作 | 第95-96页 |
| 7.3 研究展望与不足 | 第96-97页 |
| 参考文献 | 第97-101页 |
| 附录1 第二章非线性波浪理论MATLAB程序 | 第101-110页 |
| 附1.1 流函数主程序 | 第101-106页 |
| 附1.2 自定义辅助函数 | 第106-107页 |
| 附1.3 StokesV阶波函数 | 第107-110页 |
| 附录2 第三章ABAQUS中UWAVE子程序 | 第110-114页 |
| 附录3 流函数程序结果 | 第114-115页 |
| 作者攻读硕士学位期间发表的论文 | 第115-116页 |
| 致谢 | 第116页 |
