基于根茎构型的风电基础仿生设计及其性能分析
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 课题研究背景、意义及目的 | 第11-12页 |
| 1.1.1 课题研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.1.2 课题研究目的 | 第12页 |
| 1.2 国内外风电基础研究现状 | 第12-16页 |
| 1.3 植物根茎在风电中的仿生应用 | 第16-17页 |
| 1.4 风电基础结构新形式 | 第17-19页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第19-21页 |
| 第2章 植物根茎仿生的机理与特性分析 | 第21-37页 |
| 2.1 仿生理念的引入 | 第21-24页 |
| 2.2 仿生的实践方法 | 第24-25页 |
| 2.3 禾本科植物的抗倒伏机理分析 | 第25-29页 |
| 2.3.1 禾本科根茎与生长环境因素分析 | 第25-26页 |
| 2.3.2 现实环境植物的力学分析 | 第26-27页 |
| 2.3.3 抗倒伏机理分析 | 第27-29页 |
| 2.4 常绿乔木树根的锚固机理分析 | 第29-32页 |
| 2.4.1 乔本植物根的锚固与环境因素分析 | 第29页 |
| 2.4.2 乔木树根锚固作用力学分析 | 第29-31页 |
| 2.4.3 乔木树根的锚固机理分析 | 第31-32页 |
| 2.5 空茎植物柔韧性和坚韧性机理分析 | 第32-35页 |
| 2.5.1 植物柔韧性与坚韧性特征 | 第32页 |
| 2.5.2 空茎植物柔韧性与坚韧性机理结构 | 第32-34页 |
| 2.5.3 柔韧性与坚韧性作用机理分析 | 第34-35页 |
| 2.6 本章小结 | 第35-37页 |
| 第3章 风电基础的根茎构型仿生与结构建模 | 第37-49页 |
| 3.1 主直根系的构型分析 | 第37-39页 |
| 3.1.1 根的构型分析 | 第37-38页 |
| 3.1.2 根构型仿生特例 | 第38-39页 |
| 3.2 基于根构型的基础结构仿生设计 | 第39-43页 |
| 3.2.1 典型的风电基础结构分析 | 第39-40页 |
| 3.2.2 植物根与风电基础相似性比较 | 第40-42页 |
| 3.2.3 根据植物根的仿生建模 | 第42-43页 |
| 3.3 基于茎构型的中心筒加强筋仿生设计 | 第43-47页 |
| 3.3.1 仿生生物原型分析 | 第44-45页 |
| 3.3.2 加强筋的仿生设计 | 第45-46页 |
| 3.3.3 理想构型的选取 | 第46-47页 |
| 3.4 根茎仿生三维模型 | 第47-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 流固耦合下仿生基础结构力学性能分析 | 第49-67页 |
| 4.1 仿生基础结构流固耦合建模 | 第49-53页 |
| 4.1.1 流固耦合控制方程 | 第49-50页 |
| 4.1.2 流固耦合的有限元法 | 第50-52页 |
| 4.1.3 仿生基础流固耦合建模 | 第52-53页 |
| 4.2 水文、载荷及工况分析 | 第53-60页 |
| 4.2.1 海洋水文、地质条件 | 第54-56页 |
| 4.2.2 基础结构的载荷分析 | 第56-58页 |
| 4.2.3 基础结构的工况分析 | 第58-60页 |
| 4.3 根茎构型仿生基础结构力学性能验证 | 第60-66页 |
| 4.3.1 基于流固耦合的仿真分析方法 | 第60页 |
| 4.3.2 仿生基础结构有限元建模 | 第60-61页 |
| 4.3.3 仿生基础结构的植物力学性能验证 | 第61-66页 |
| 4.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 第5章 仿生基础结构的疲劳寿命及抗震特性分析 | 第67-77页 |
| 5.1 疲劳损伤原理 | 第67-70页 |
| 5.1.1 S-N曲线法 | 第67-68页 |
| 5.1.2 平均应力对有限寿命的影响 | 第68页 |
| 5.1.3 Miner理论原理 | 第68-70页 |
| 5.2 随机载荷疲劳分析 | 第70-71页 |
| 5.3 风浪流综合工况下仿生基础结构疲劳分析 | 第71-73页 |
| 5.4 仿生基础结构抗震分析 | 第73-76页 |
| 5.4.1 选取地震波 | 第73-74页 |
| 5.4.2 仿生基础结构地震响应分析 | 第74-76页 |
| 5.5 本章小结 | 第76-77页 |
| 第6章 仿生基础结构多目标优化设计 | 第77-89页 |
| 6.1 仿生根结构的多目标优化数学模型 | 第77-79页 |
| 6.2 仿生根结构的多目标优化 | 第79-85页 |
| 6.2.1 优化过程 | 第79-82页 |
| 6.2.2 优化结果及分析 | 第82-85页 |
| 6.3 优化结果验证 | 第85-86页 |
| 6.3.1 优化区间合理性验证 | 第85页 |
| 6.3.2 优化结果安全性验证 | 第85-86页 |
| 6.4 仿生茎结构的多目标优化 | 第86-87页 |
| 6.5 本章小结 | 第87-89页 |
| 结论 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-95页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第95-96页 |
| 致谢 | 第96页 |
