金家坤，曹蛟龙，刘光明

(中国船级社武汉规范研究所，武汉430022)

海上风力发电机组桩体波浪力计算分析

金家坤，曹蛟龙，刘光明

(中国船级社武汉规范研究所，武汉430022)

为快速校核海上风力发电机组单桩在波流联合载荷作用下的结构安全,基于Morison公式和谱分析方法分别推导中等水深下单桩的波浪力解析计算公式,并通过Matlab软件编程计算。结果表明,两种波浪力计算方法简便可行,各具优势,可依据实际海况和不同的设计方式选择应用。

海上风力发电机组;单桩;波浪力;Morison公式;谱分析

同陆上风电场相比,海上风力发电机组拥有平均风速高、湍流强度小及不占土地等优点,但是其外部条件要比陆上复杂,除受风力作用外,还要受波浪、海流等海洋载荷的作用。根据文献［1］分析,作用在海上风力发电机组上的波浪载荷和风载荷是同一数量级的,因此有必要讨论海上风力发电机组所受的波浪载荷。根据国内外海上风力发电机组的单桩波浪力研究［2-4］可知,波浪力的计算基本采用的是Morison公式,并依据相关的国际标准［5］或不同船级社规范［6-7］选取合适的波浪理论进行分析。本文根据中国船级社《海上风力发电机组认证规范》［8］的相关要求,分别运用Morison公式和谱分析方法,推导中等水深下海上风力发电机组单桩上的波浪力计算公式。

1 Morison公式

Morison公式的适用条件为桩体直径与波长之比小于0.2。在中等水深下,海上风力发电机组的单桩直径远小于波长,可采用Morison公式计算波浪载荷。……