Essential mechanics issues of offshore wind power systems

Abstract

作为一种新型清洁能源,海上风力发电受到人们的广泛关注,近十年发展迅猛.海上风电结构既不同于陆上风电结构,也区别于传统的海洋平台,既要考虑风对风机、塔架的作用,也要考虑波、浪、流、冰对水下支撑结构和地基的作用,还要考虑高倾覆力矩作用下地基的变形和承载力.然而,与之相关的水动力学、土力学、结构动力学及流-固-土耦合力学等的现有理论,还远不能满足工程设计和建设的需求,亟待发展.本文在阐述海上风电工程发展现状、结构形式与特征的基础上,重点阐述有关海上风电结构(包括固定式和浮式)的耦合水动力载荷与响应、地基的动力响应与承载特性的研究发展趋势,从水动力学、土力学和结构动力学的角度,凝练其中亟待开展深入研究的关键科学问题,包括:近海复杂海洋环境条件、海上风机系统的耦合水动力载荷、支撑结构和地基的动力响应等,并据此提出近期研究的发展方向,为从事海上风电工程研究和建设的科技人员提供参考