陳 前 ，付世曉 ，b，鄒早建 ，b

（上海交通大學(xué)a.船舶海洋與建筑工程學(xué)院；b.海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240）

1 引 言

當(dāng)今世界的能源主要來(lái)源于石油、煤等礦物燃料。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)，能源問(wèn)題日益突出：一方面，礦物燃料能源為不可再生能源，正日益匱乏，面臨枯竭；另一方面，過(guò)分開(kāi)發(fā)使用礦物燃料能源會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境問(wèn)題，破壞地球生態(tài)，威脅人類(lèi)的生存。這迫切要求全球進(jìn)行第三次能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，從以石油、煤炭和天然氣為主的能源系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)。風(fēng)能是人類(lèi)最早利用的能源之一，也是目前最具有競(jìng)爭(zhēng)力和大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前景的可再生能源。開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能這樣一種潔凈無(wú)污染的可再生能源，對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境都有著深遠(yuǎn)的意義。

迄今為止，開(kāi)發(fā)、利用風(fēng)能主要是通過(guò)風(fēng)力發(fā)電的形式。隨著風(fēng)電開(kāi)發(fā)技術(shù)的日趨成熟，風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，風(fēng)機(jī)的尺寸和重量也都大幅度增加，對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)的要求也越來(lái)越高。對(duì)于單機(jī)容量為千瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組，塔筒頂端承載的葉輪以及機(jī)艙等結(jié)構(gòu)重量不大，葉輪以及塔筒本身承載的風(fēng)載也有限，所以支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等要求容易滿足。但對(duì)于單機(jī)容量超過(guò)兆瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組，其葉輪尺寸大大增加，相應(yīng)的機(jī)組重量和所受載荷也大幅度增加。因此，風(fēng)力機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題受到設(shè)計(jì)者越來(lái)越多的關(guān)注，有關(guān)學(xué)者也對(duì)這方面問(wèn)題進(jìn)行了闡述與探討[1-3]。另一方面，為了降低風(fēng)力發(fā)電成本以取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，目前采用的鋼質(zhì)塔筒大多屬于柔性塔筒，甚至為超柔性塔筒。為避免風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)引起塔筒共振，塔筒的固有頻率應(yīng)避開(kāi)風(fēng)機(jī)的工作激振頻率[4]。此外，相關(guān)研究表明，風(fēng)力機(jī)的機(jī)艙和葉輪對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能有很大的影響[5]，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予重視。相比于陸上風(fēng)電場(chǎng)，海上風(fēng)電場(chǎng)的工作環(huán)境更加復(fù)雜。海上風(fēng)電機(jī)組除了考慮陸上風(fēng)電機(jī)組所受的載荷外，還需考慮海流、海浪等的作用[6-7]。而海浪載荷與作用在支撐結(jié)構(gòu)頂端的由風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)引起的水平軸向力（風(fēng)輪軸向推力）屬于同一量級(jí)的載荷，因此在進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮載荷之間的相互耦合作用[8-9]。

目前，對(duì)風(fēng)力機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)的研究主要都是針對(duì)陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組的支撐結(jié)構(gòu)的研究相對(duì)較少，而且其中大多是針對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行闡述，沒(méi)有對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)的特殊性給予綜合考慮。海上風(fēng)電機(jī)組環(huán)境載荷包括：風(fēng)輪軸向推力，作用在塔筒上的風(fēng)載荷以及作用于機(jī)組基礎(chǔ)部分的海流、海浪載荷。本文采用基于葉素動(dòng)量理論的Wilson設(shè)計(jì)法，通過(guò)選擇合適的翼型來(lái)計(jì)算風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軸向推力，利用通用風(fēng)壓公式來(lái)確定作用在塔架上的風(fēng)壓載荷。對(duì)于本文所研究的單樁式海上風(fēng)電機(jī)組，其基礎(chǔ)部分屬于細(xì)長(zhǎng)體，故作用在基礎(chǔ)上的海流、波浪載荷可通過(guò)Morison公式計(jì)算。而關(guān)于基礎(chǔ)與土層之間的相互作用，則基于被廣泛應(yīng)用的p-y曲線理論采用非線性彈簧來(lái)模擬。

本文從確定海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的環(huán)境載荷出發(fā)，給出了各環(huán)境載荷的計(jì)算方法以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)與海底土層之間相互作用的處理方法。在考慮機(jī)艙和葉片對(duì)支撐結(jié)構(gòu)性能的影響情況下，對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，給出了其前三階固有頻率與相應(yīng)的振型。最后，分析了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)在環(huán)境載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，結(jié)果表明，環(huán)境載荷之間的相互耦合對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的響應(yīng)影響很大，不能忽略。本文較全面地考慮了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)的特殊性，所得到的計(jì)算結(jié)果可為海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 邊界約束

單樁基礎(chǔ)式海上風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的約束問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上就是研究基礎(chǔ)樁與土之間的相互作用。樁在水平載荷作用下發(fā)生變形，導(dǎo)致樁周土發(fā)生變形而產(chǎn)生土抗力，而這一土抗力又阻止樁的變形，這樣就使樁周土承擔(dān)了樁的水平載荷。當(dāng)水平載荷較小時(shí)，土抗力由表層的土提供，以彈性變形為主，隨著水平載荷的增加，樁的變形增大，表層土逐漸產(chǎn)生塑性屈服，從而使水平載荷向更深的土層傳遞。

本文采用被廣泛應(yīng)用的p-y曲線來(lái)模擬海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與土的相互作用。p-y曲線就是在水平力H的作用下，泥面以下深度為x處的土反力p與該點(diǎn)處樁的撓度y之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。

水下軟粘土的p-y曲線經(jīng)驗(yàn)公式[10-11]：

圖1 軟粘土p-y曲線Fig.1 p-y curve of soft clay

其中：c為土粘聚力，單位kPa；γ為土的重度，單位kN/m3；x為泥面下深度，單位m；D為樁直徑，單位m；φ為摩擦角，單位（°）；av為壓縮系數(shù)，單位MPa-1；pu為沿樁長(zhǎng)單位長(zhǎng)度上的極限水平土抗力，單位kN/m；y50為達(dá)到極限土抗力一半時(shí)的樁撓曲變形，單位m。

2.2 風(fēng)載荷

2.2.1 風(fēng)輪水平軸向力

風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生水平軸向推力T，作用于塔筒頂端。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)尖速比λ0定義為[12]：

其中，ω為風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，單位rad/s；R為風(fēng)輪半徑，單位m；vr為額定風(fēng)速，單位m/s。

額定功率Pr定義為

其中，Cp為風(fēng)能利用系數(shù)；ρ為空氣密度，單位kg/m3；η1為發(fā)電機(jī)效率，η2為傳遞效率。

采用基于葉素動(dòng)量理論的Wilson設(shè)計(jì)法[13]，選擇合適的翼型進(jìn)行風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)，將葉片沿徑向劃分成若干段，每一微段上的風(fēng)能利用系數(shù)和軸向推力系數(shù)為：

其中，a1為軸向速度誘導(dǎo)因子；a2為環(huán)向速度誘導(dǎo)因子；F為根梢修正因子；λ=ωr/vr，r為微段處半徑，單位m。則有：

在額定風(fēng)速下，風(fēng)輪軸向推力為：

對(duì)于兆瓦級(jí)以上的大型風(fēng)力機(jī)，通常采用變速和變槳距角來(lái)控制風(fēng)力機(jī)的輸出功率的穩(wěn)定性。在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)調(diào)整槳距角來(lái)使其獲得盡可能大的輸出功率；當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速后，通過(guò)調(diào)整槳距角來(lái)使輸出功率穩(wěn)定于額定功率。因此，當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速后，由于槳距角的調(diào)整，使得風(fēng)輪軸向推力反而銳減，在切出風(fēng)速（風(fēng)機(jī)停止工作時(shí)的速度）時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片將接近于順槳（葉片處于迎風(fēng)面積最小的位置）情況，此時(shí)軸力很小。因此，對(duì)于變槳距角的風(fēng)力機(jī)，軸向推力在額定風(fēng)速時(shí)達(dá)到最大值。

2.2.2 塔筒部分的風(fēng)載荷

一方面，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒通常都是上小下大的變截面的錐形筒體，其上端受風(fēng)面積小于下端受風(fēng)面積；另一方面，風(fēng)速隨著海拔高度的增加呈倒梯形變化，其上端風(fēng)速大于下端風(fēng)速。因此，可以假設(shè)作用在塔筒上的風(fēng)載荷為均布載荷。在不考慮葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)塔筒上風(fēng)載荷影響的前提下，采用通用風(fēng)壓公式計(jì)算塔筒上的風(fēng)載荷：

其中v為風(fēng)速，單位m/s。

2.3 海流、海浪載荷

2.3.1 海流載荷

當(dāng)定常均勻水流繞過(guò)圓柱體時(shí)，沿流動(dòng)方向會(huì)產(chǎn)生阻尼力，單位長(zhǎng)度柱體的阻尼力計(jì)算公式為：

其中，Cd為阻尼力系數(shù)；v0為來(lái)流速度，單位m/s。

2.3.2 海浪載荷

迄今為止，與波長(zhǎng)相比尺度較小的細(xì)長(zhǎng)柱體（例如直徑—波長(zhǎng)比D/L<0.2的圓柱體）的波浪力計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)中仍廣泛采用Morison方程[14]。它是一種半理論半經(jīng)驗(yàn)公式，假定柱體的存在對(duì)波浪運(yùn)動(dòng)無(wú)顯著影響，認(rèn)為波浪對(duì)柱體的作用主要是粘滯效應(yīng)和附加質(zhì)量效應(yīng)。該理論認(rèn)為，作用于柱體任意高度z處的水平波浪力fH包括兩個(gè)分量，一是波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平速度ux引起的對(duì)柱體的作用力，即水平阻尼力fD，另一是波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平加速度dux/dt引起的對(duì)柱體的作用力，即水平慣性力fI。單位長(zhǎng)度柱體的水平波浪力計(jì)算公式為：

其中，CD為阻尼力系數(shù)；CM為慣性力系數(shù)。

2.4 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程

波浪載荷為動(dòng)態(tài)載荷，因此需對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析。本文采用有限元數(shù)值計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析，選用梁?jiǎn)卧獙?duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元離散。若單元長(zhǎng)度為li，則作用在單元節(jié)點(diǎn)上的環(huán)境載荷為Fi（）t。根據(jù)彈性力學(xué)變形最小勢(shì)能原理，可得到如下有限元?jiǎng)恿W(xué)方程：

若假設(shè)阻尼力和環(huán)境載荷為零，即令C=0，F(xiàn)（t）=0，則上述動(dòng)力學(xué)方程變?yōu)椋?/p>

設(shè) x=φsin（ωt+）α ，其中φ為節(jié)點(diǎn)位移幅值，α為其相位差，代入上式得到以下特征方程：

解此特征方程，得ω的正根為固有頻率，φ為相應(yīng)的振型。

3 風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)及其環(huán)境參數(shù)

3.1 風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)

本文以目前主流的額定功率Pr為3MW級(jí)的三葉片式海上風(fēng)電機(jī)組為例，假設(shè)環(huán)境水深為20 m，基礎(chǔ)入泥深度為20 m，塔筒部分為上小下大的錐形結(jié)構(gòu)。在采用有限元法建立其計(jì)算模型時(shí)，作如下簡(jiǎn)化處理：

（1）將塔筒以上部分（包括風(fēng)機(jī)葉片）用集中質(zhì)量單元進(jìn)行等效處理；

（2）將塔筒與基礎(chǔ)之間的連接平臺(tái)用集中質(zhì)量單元進(jìn)行等效處理；

（3）基礎(chǔ)樁與土層之間的相互作用用非線性彈簧單元進(jìn)行等效處理。

表1中給出了該海上風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)；海底泥層的土工參數(shù)如表2所示。圖2為其支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

表1 海上風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)參數(shù)表Tab.1 Parameters of offshore wind turbine support structure

表2 土工參數(shù)Tab.2 Geotechnical parameter

3.2 風(fēng)載荷參數(shù)

圖2 海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)Fig.2 Support structure of offshore wind turbine

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定風(fēng)速vr=13 m/s，設(shè)計(jì)尖速比λ0=6，風(fēng)能利用系數(shù)Cp=0.508，發(fā)電機(jī)效率η1=0.94，傳遞效率 η2=0.94。

根據(jù)Wilson設(shè)計(jì)理論[13]，將葉片沿徑向劃分成20段，選用西北工業(yè)大學(xué)喬志德教授研發(fā)的WA系列翼型[15]進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算得到，風(fēng)力機(jī)葉輪半徑R=40 m，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速n=18.6 rpm，軸向推力系數(shù)CT=0.801，軸向推力T=416812 N。

3.3 海流、海浪載荷參數(shù)

當(dāng)風(fēng)速為13 m/s時(shí)，根據(jù)海況表[16]取相應(yīng)海浪的有義波高為3.2 m，周期為7.2 s，海流流速為0.6 m/s。在海流、海浪載荷計(jì)算中，阻尼力系數(shù)Cd和CD的值取決于雷諾數(shù)Re和KC數(shù)。對(duì)于海上圓柱體結(jié)構(gòu)，工程上一般取Cd=CD=1.2，慣性力系數(shù)取CM=2。

4 支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析

4.1 支撐結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

本文中的風(fēng)力機(jī)葉輪為三葉片式，葉輪的轉(zhuǎn)速為18.6 rpm，引起支撐結(jié)構(gòu)共振的主要激勵(lì)源是風(fēng)輪的工作頻率和3倍工作頻率。另一方面，由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，在相互成90°的平面內(nèi)會(huì)出現(xiàn)固有頻率幾乎相等、變形幾乎相同的模態(tài)，本文將此成對(duì)的模態(tài)看成是一個(gè)模態(tài)。采用有限元法對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，求得支撐結(jié)構(gòu)的前3階固有頻率，見(jiàn)表3，和相對(duì)應(yīng)的振型，結(jié)果如圖3至圖5所示。

將表3中支撐結(jié)構(gòu)的前3階固有頻率與風(fēng)輪工作頻率和風(fēng)輪3倍工作頻率分別進(jìn)行對(duì)比，其相對(duì)差至少為20%，而3階以后的支撐結(jié)構(gòu)固有頻率將遠(yuǎn)離風(fēng)輪的工作頻率和風(fēng)輪3倍工作頻率，因此該支撐結(jié)構(gòu)不會(huì)與風(fēng)輪產(chǎn)生共振。同時(shí)，由圖3至圖5可以看出，其相對(duì)應(yīng)的前3階振型均為彎曲變形。

4.2 環(huán)境載荷作用下支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析

各環(huán)境載荷單獨(dú)作用時(shí)，計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)響應(yīng)如下：

風(fēng)輪軸向推力單獨(dú)作用時(shí)：最大水平位移為468.23 mm，最大彎矩為3920 t·m；

圖3 支撐結(jié)構(gòu)1階振型，固有頻率0.208 HzFig.3 The first order mode shape of support structure,natural frequency 0.208 Hz

圖4 支撐結(jié)構(gòu)2階振型，固有頻率0.743 HzFig.4 The second order mode shape of support structure,natural frequency 0.743 Hz

圖5 支撐結(jié)構(gòu)3階振型，固有頻率2.84 HzFig.5 The third order mode shape of support structure,natural frequency 2.84 Hz

表3 支撐結(jié)構(gòu)前3階固有頻率及其與風(fēng)輪工作頻率的相對(duì)差Tab.3 The first 3 order natural frequency of support structure and the relative difference to rotor frequency

塔筒風(fēng)載荷單獨(dú)作用時(shí)：最大水平位移為14.94 mm，最大彎矩為171 t·m；

基礎(chǔ)上的海流載荷單獨(dú)作用時(shí)：最大水平位移為0.91 mm，最大彎矩為25 t·m；

基礎(chǔ)上的海浪載荷單獨(dú)作用時(shí)：最大水平位移為35.33 mm，最大彎矩為756 t·m。

可見(jiàn)，在作用于支撐結(jié)構(gòu)上的各環(huán)境載荷中，風(fēng)輪軸向推力對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響最大，而作用于塔筒的風(fēng)載荷和作用于基礎(chǔ)上的海流載荷的影響較小。

由于波浪載荷是時(shí)間歷程函數(shù)，因此波浪載荷作用下結(jié)構(gòu)的彎矩和水平位移也都是時(shí)間歷程函數(shù)。在不考慮各環(huán)境載荷相互耦合的情況下，取波浪載荷作用下結(jié)構(gòu)各點(diǎn)的最大響應(yīng)值和其他環(huán)境載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)值疊加，則得支撐結(jié)構(gòu)的最大彎矩值為4860 t·m，支撐結(jié)構(gòu)頂端的最大水平位移為519.41 mm。另外，在考慮各環(huán)境載荷作用情況下，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，得到支撐結(jié)構(gòu)的最大彎矩值為7688 t·m，支撐結(jié)構(gòu)頂端的最大水平位移為891.66 mm。若定義整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，結(jié)構(gòu)任一標(biāo)高處到支撐結(jié)構(gòu)底部的距離為s，則支撐結(jié)構(gòu)上的彎矩分布如圖6所示。從圖6中可以看出，環(huán)境載荷之間的相互耦合對(duì)支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響很大，考慮環(huán)境載荷之間相互耦合的結(jié)構(gòu)彎矩比不考慮環(huán)境載荷之間相互耦合的結(jié)構(gòu)彎矩大得多。此外，從圖6中可以看出，無(wú)論是考慮環(huán)境載荷之間相互耦合，還是不考慮環(huán)境載荷之間相互耦合，最大彎矩均出現(xiàn)在s/L約為0.136，其位置約為泥水面以下5 m處。

令不考慮載荷相互耦合情況下，支撐結(jié)構(gòu)的最大水平位移為d，最大彎矩為M，當(dāng)考慮載荷耦合時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)的最大水平位移為dc，最大彎矩為Mc，可得到環(huán)境載荷耦合對(duì)支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，如表4所示。

圖6 環(huán)境載荷作用下支撐結(jié)構(gòu)的彎矩分布Fig.6 The moment distribution of support structure under the environment loads

表4 環(huán)境載荷耦合對(duì)支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響Tab.4 The influence of structural response with environment loads coupled

由表4可看出，環(huán)境載荷之間的相互耦合對(duì)支撐結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響很大，當(dāng)考慮環(huán)境載荷耦合作用時(shí)得到的支撐結(jié)構(gòu)最大水平位移和最大彎矩分別為不考慮環(huán)境載荷耦合作用時(shí)響應(yīng)值的1.72倍和1.58倍。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文分析了作用在海上風(fēng)電機(jī)組上的各種環(huán)境載荷，包括由風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)引起的風(fēng)輪軸向推力、作用在塔筒上的風(fēng)載荷以及作用在基礎(chǔ)上的海流、海浪載荷，并以3MW風(fēng)力機(jī)組為例，在考慮風(fēng)輪影響情況下，利用有限元法對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，并分析了環(huán)境載荷作用下支撐結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)本文研究得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）支撐結(jié)構(gòu)的前3階固有頻率與風(fēng)輪工作頻率和風(fēng)輪3倍頻率相比，其相對(duì)差至少為20%，因此該支撐結(jié)構(gòu)不會(huì)與風(fēng)輪產(chǎn)生共振。

（2）海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)所受的環(huán)境載荷中，風(fēng)輪的軸向力為主要載荷，塔筒上的風(fēng)載荷和海流載荷對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。

（3）支撐結(jié)構(gòu)受到的最大彎矩位于泥水面以下一段長(zhǎng)度（本文為泥水面以下5m附近）的區(qū)域內(nèi)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)考慮該區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（4）在對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析時(shí)，考慮載荷之間相互耦合所得的結(jié)果要比不考慮載荷耦合情況下的結(jié)果大很多。因此，在分析支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)，載荷之間的相互耦合作用應(yīng)給予足夠的重視，不能忽略。

[1]李宗福,張有聞,白云飛.風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架設(shè)計(jì)綜述[J].低溫建筑技術(shù),2007(4):79-80.

[2]Murtagh P J,Basu B,Broderick B M.Along-wind response of a wind turbine tower with blade coupling subjected to rotationally sampled wind loading[J].Engineering Structures,2005,27:1209-1219.

[3]Bazeos N,Hatzigeorgiou G D.Static,seismic and stability analyses of a prototype wind turbine steel tower[J].Engineering Structures,2002,24:1015-1025.

[4]趙榮珍,呂 鋼.水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架的振動(dòng)模態(tài)分析[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,35(2):33-36.

[5]王永智,陶其斌,周必成.風(fēng)力機(jī)塔架的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),1995,16(2):162-169.

[6]李 靜,陳健云.海上風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)動(dòng)力研究進(jìn)展[J].海洋工程,2009,27(2):124-129.

[7]Henderson A R,Zaaijer M B,Camp T R.Hydrodynamic loading on offshore wind turbines[C]//OWEMES Conference 2003.Naples,Italy,2003.

[8]王湘明,陳 亮,鄧 英,王婀娜.海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架海波載荷的分析[J].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(1):42-45.

[9]李德源,劉勝祥,張湘?zhèn)?海上風(fēng)力機(jī)塔架在風(fēng)波聯(lián)合作用下的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2009,45(12):46-52.

[10]程澤坤.基于P-Y曲線法考慮樁土相互作用的高樁結(jié)構(gòu)物分析[J].海洋工程,1998,16(2):73-82.

[11]蘇靜波,邵國(guó)建,劉 寧.基于P-Y曲線法的水平受荷樁非線性有限元分析[J].巖土力學(xué),2006,27(10):1781-1785.

[12]勒古里雷斯 D著.風(fēng)力機(jī)的理論與設(shè)計(jì)[M].施鵬飛譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982.

[13]李國(guó)寧,楊福增,杜白石,等.基于MATLAB與Pro/E的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪設(shè)計(jì)及造型[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2009,26(6):3-7.

[14]Faltinsen O M著.船舶與海洋工程環(huán)境載荷[M].楊建民,肖龍飛,葛春花譯.上海:上海交通大學(xué)出版社,2008.

[15]喬志德.WA風(fēng)力機(jī)翼型族設(shè)計(jì)[M].西安:西北工業(yè)大學(xué),2009.

[16]劉萬(wàn)琨,張志英,李銀鳳,趙 萍.風(fēng)能與風(fēng)電技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.