考虑桩基础柔性的地震风浪作用下海上风力机结构耦合响应机理研究

基于FAST海上风力机整体耦合分析理论和桩基线性化理论，建立包含桩基础柔性的海上风力机基础结构的整体耦合运动方程。进而，通过对FAST v8进行二次开发，同时考虑桩基础柔性，建立包括转子机舱组件-风力机塔筒-基础结构的海上风力机在地震、风、浪荷载作用下的结构耦合仿真模型。根据建立的整体耦合数值仿真模型，开展地震、风、浪荷载联合作用下海上风力机动力响应研究，着重探讨桩基础柔性对于海上风力机结构在地震组合工况下的动力特性及耦合响应机理的影响。结果表明，桩基础柔性对于海上风力机结构动力特性有显著影响。与耦合弹簧边界相比，当忽略桩基础柔性时，会低估整体结构二阶频率对于地震作用下塔顶位移响应的影响，并在基底倾覆力矩响应中激发高阶模态，造成海上风力机结构动力响应变化规律的显著差异。因此，在海上风力机结构抗震设计与研究中必须考虑桩基础柔性的影响。