【摘 要】
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近海风力发电作为一种占地少、无污染、具有可再生性等优势的发电方式,具有良好的发展前景。而在近海开敞海域布置发电机群,为群桩影响,势必会影响其周围海域的水流及泥沙条件。
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近海风力发电作为一种占地少、无污染、具有可再生性等优势的发电方式,具有良好的发展前景。而在近海开敞海域布置发电机群,为群桩影响,势必会影响其周围海域的水流及泥沙条件。因此,在存在桩基的潮流数值模拟中,考虑桩群影响十分必要。 本文以上海近海风电场工程为例,采用有限元方法建立包括长江口、杭州湾及邻近海域在内的大范围二维潮流数学模型,同时利用网格加密技术,直接模拟小尺度风机墩柱,克服以往在大范围海域中模拟小尺度桩基的困难,并在此基础上研究分析上海近海风电场不同方案桩群对附近海域的潮流影响。研究结果表明: (1)桩群对附近区域影响的范围和程度与其布置方式有着密切的关系。 在桩体过水断面一致的情况下,对于奉贤风电场,因桩群主要沿水流方向布置,随着桩基纵深的增加,桩间互相影响,产生遮流作用,影响范围和程度相对较大;对于东海大桥方案一风电场,桩群主要垂直水流方向布置,只是墩柱周围的流速有所变化,类似于单桩分布影响,影响范围和程度相对较小。 在桩群布置相同的情况下,对于东海大桥方案二、三、四风电场,桩群垂直水流方向布置,沿水流方向的墩柱较多,且对附近流场影响的程度和范围随着墩柱尺寸的增加而增大,这种差异在离墩柱越近时表现得越明显。 (2)数值计算过程中,桩基附近的水流模拟结果表明平面紊动粘滞系数的取值较为敏感,且桩基周围的潮位、流速数值随平面紊动粘滞系数而变,变幅随其逐渐增大,越靠近桩体,其潮位和流速变幅越大,影响范围越大;并从桩基绕流现象和桩群壅水程度两方面对平面紊动粘滞系数取值的合理性进行分析,经过比较可知平面紊动粘滞系数取1000m~2/s时计算结果比较合理。
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