目前海洋工程结构中常见的抗冰方式是对结构加装锥体,为了明确该抗冰结构设计的合理性,基于Ansys有限元分析,分别对海上风电基础加装锥体结构前后的抗冰性能做了对比分析,包括极值静冰荷载下结构变形及强度分析、动冰荷载下结构的振动响应及疲劳分析,结果显示该结构形式具有较好的抗冰设计的效果,分析结果对近海冰区环境下工程结构的抗冰设计及性能分析提供合理的参考依据。
At present, the ice-resistant method commonly used in marine engineering structures is to install cone. In order to clarify the rationality of the ice structure design, based on Ansys finite element analysis, the articles respectively analyze the ice-resistant performance before and after the installation of the cone structure of the offshore wind turbine foundation, including the structural deformation and intensity analysis under extremely valued ice load , vibration response and fatigue analysis of the structure under dynamic ice load. The results show that the structure has a better ice-resistant effect. And the analysis results provide reasonable reference for the ice-resistant design.
2022,44(9): 87-91 收稿日期:2021-07-11
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2022.09.018
分类号:U663
作者简介:王帅飞(1992-),男,硕士,助理工程师,研究方向为工程结构设计与力学性能分析
参考文献:
[1] 张毅, 马永亮, 曲先强, 等. 冰区海上风机的动力响应及疲劳分析[J]. 舰船科学技术, 2018, 40(1): 81–85
[2] 刘林, 葛旭波, 张义斌, 等. 我国海上风电发展现状及分析[J]. 能源技术经济, 2012, 24(3): 66–72
[3] 张宪平. 海上风电发展现状及发展趋势[J]. 电气时代, 2011(3): 46–48
[4] 刘佰琼, 徐敏, 刘晴. 我国海上风电发展的主要问题及对策建议[J]. 海洋开发与管理, 2015, 32(3): 7–12
[5] 王译鹤. 冰激窄体结构振动的机理与理论模型研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2014.
[6] 王国军, 张大勇, 王帅飞, 等. 寒区海上风电基础锥体动冰荷载[J]. 科学技术与工程, 2020, .20(31): 12820–12826
[7] 张大勇, 王国军, 王帅飞, 等. 冰区海上风电基础的抗冰性能分析[J]. 船舶力学, 2018, 22(5): 615–627
[8] 王帅飞. 冰区风电基础结构抗冰振设计研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2020.
[9] CLOUGH H F, VINSON T S. Ice forces on fixed conical structures[C]//. Proceedings 142 of the 5th International Offshore Mechanics and Arctic Engineering Symposium, Tokyo, Japan, 1986: 507-514.
[10] 娄春娟. 近海简易风电基础结构设计研究[D]. 大连: 大连理工大学.
[11] Kärnä T, et al. An upper bound model for self-excited vibrations[C]//Proceedings of 19th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC), 2007: 177−189.
[12] HIRAYAMA K, Obarai. Ice force soninclined structures [C]// Proceeding of the 5th International Offshore Mechanics and Arctic Engineering. Tokyo, Japan, 1986: 515−520.
[13] YUE Q J, BI X J. Ice-induced jacket structure vibrations in Bohai Sea[J]. Journal of Cold Regions Engineering, 2001, 14(2): 81−92.
[14] K?rn? T, QU Y, KUHNLEIN W. A New spectral method for modeling dynamic ice actions [C]// Proceedings of the 23rd International Conferences on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Vancouver, Canada, 20-25 June 2004. OMAE2004-51360. ASEM 2004: 8−16.
[15] 欧进萍, 段忠东. 海洋平台结构安全评定: 理论、方法与应用[M]. 北京:科学出版社, 2003.
[16] 岳前进, 刘圆, 屈衍, 等. 海洋平台的冰力谱与冰振响应分析[J]. 计算力学学报, 2008, 25(5): 665–670
[17] 王帅飞, 张大勇, 王国军, 等. 冰致海上风电基础结构稳态振动分析[J]. 船海工程, 2019, 48(6): 91–95
[18] 季顺迎, 岳前进, 毕祥军. 辽东湾JZ20-2海域海冰参数的概率分布[J]. 海洋工程, 2002, (3): 39−43+84.