海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：風(fēng)能是一種清潔的可再生能源,隨著風(fēng)電技術(shù)的快速發(fā)展,開(kāi)發(fā)豐富、高效的海上風(fēng)資源已成為未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了適應(yīng)海上風(fēng)資源開(kāi)發(fā)的需要,本文設(shè)計(jì)了一種經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)借鑒導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),將導(dǎo)管架和風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了融合,有效降低了結(jié)構(gòu)重量并減小了結(jié)構(gòu)上的波流載荷,提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和環(huán)境承載力,為海上風(fēng)資源的開(kāi)發(fā)提供了一種新的結(jié)構(gòu)型式。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文研究了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法,并根據(jù)規(guī)范給出了強(qiáng)度、剛度等要求在ANSYS優(yōu)化中的合理描述形式,建立了復(fù)雜環(huán)境下多約束條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中,針對(duì)形狀變量和尺寸變量的耦合困難問(wèn)題,采取了分層優(yōu)化的方法。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了一系列適應(yīng)不同水深條件的、經(jīng)濟(jì)且安全可靠的導(dǎo)管架式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 在優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí),本文根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果分析比較了不同因素對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響并總結(jié)了規(guī)律,為海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造提供了可靠的參考依據(jù)。 綜上表明,本文所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)安全可靠且有理想的經(jīng)濟(jì)性,優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型和方法簡(jiǎn)單實(shí)用,優(yōu)化結(jié)果的分析全面、深刻,為海上風(fēng)資源的開(kāi)發(fā)提供了一種新的模式。 【關(guān)鍵詞】：海上風(fēng)電 導(dǎo)管架 優(yōu)化設(shè)計(jì) ANSYS
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 選題背景及研究意義8-11
• 1.1.1 海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的型式與構(gòu)造9
• 1.1.2 導(dǎo)管架式風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性9-11
• 1.1.3 導(dǎo)管架式風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)11
• 1.2 海上風(fēng)電發(fā)展概述11-13
• 1.2.1 海上風(fēng)電研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 海上風(fēng)電發(fā)展前景12-13
• 1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展概述13-16
• 1.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的發(fā)展以及比較13-15
• 1.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在海洋工程中的應(yīng)用15-16
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及ANSYS 優(yōu)化方法18-31
• 2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述18-20
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念18-19
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的類型19-20
• 2.1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義20
• 2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本術(shù)語(yǔ)20-21
• 2.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.3 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計(jì)原理22-27
• 2.3.1 ANSYS 優(yōu)化方法22-26
• 2.3.2 ANSYS 優(yōu)化工具26-27
• 2.4 參數(shù)化建模及基于APDL 語(yǔ)言的優(yōu)化設(shè)計(jì)27-31
• 2.4.1 參數(shù)化建模27-28
• 2.4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本要素28-29
• 2.4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本過(guò)程29-31
• 第三章 導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元模型31-46
• 3.1 導(dǎo)管架式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-36
• 3.1.1 設(shè)計(jì)理念31-33
• 3.1.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明33-36
• 3.2 有限元分析方法36-41
• 3.2.1 有限元法基本原理36-37
• 3.2.2 ANSYS 軟件簡(jiǎn)介37-38
• 3.2.3 ANSYS 單元特性38-41
• 3.3 有限元模型的抽象和簡(jiǎn)化41-46
• 3.3.1 抽象和簡(jiǎn)化方法42-43
• 3.3.2 ANSYS 有限元模型43-46
• 第四章 導(dǎo)管架式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)靜力分析46-62
• 4.1 環(huán)境條件以及載荷計(jì)算46-50
• 4.1.1 環(huán)境載荷46-49
• 4.1.2 工作載荷49
• 4.1.3 工程地質(zhì)49-50
• 4.2 載荷組合以及計(jì)算工況50-52
• 4.2.1 載荷組合原則50
• 4.2.2 計(jì)算工況50-52
• 4.3 校核規(guī)范52-56
• 4.3.1 許用應(yīng)力52-53
• 4.3.2 構(gòu)件的強(qiáng)度53
• 4.3.3 構(gòu)件的穩(wěn)定性53-54
• 4.3.4 變截面規(guī)定54-56
• 4.4 樁基校核56-62
• 4.4.1 一般規(guī)定56
• 4.4.2 樁的橫向承載力56-59
• 4.4.3 樁的軸向承載力59-61
• 4.4.4 局部穩(wěn)定性校核61-62
• 第五章 導(dǎo)管架式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)62-83
• 5.1 導(dǎo)管架式海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型62-67
• 5.1.1 優(yōu)化模型62-63
• 5.1.2 優(yōu)化變量63-65
• 5.1.3 約束條件65-66
• 5.1.4 目標(biāo)函數(shù)66-67
• 5.2 樁基承載力影響因素的探究67-68
• 5.2.1 樁的軸向承載力影響因素67-68
• 5.2.2 樁的水平承載力影響因素68
• 5.3 三樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)68-75
• 5.3.1 優(yōu)化過(guò)程68-69
• 5.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析69-75
• 5.4 四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)75-81
• 5.4.1 優(yōu)化過(guò)程75
• 5.4.2 優(yōu)化結(jié)果分析75-81
• 5.5 最優(yōu)設(shè)計(jì)匯總和分析81-83
• 第六章 結(jié)論83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明87-88
• 致謝88

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外海開(kāi)敞水域碼頭結(jié)構(gòu)新型式    程澤坤;程培軍;

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