潮流能水轮机单桩基础的海床动力响应

摘要：

随着潮流能资源的开发利用日益增加,波浪和潮流联合作用下海床动力响应对潮流能水轮机基础的稳定性变得愈发重要.为更深入认识潮流能水轮机周围海床动力特性,建立了波浪-潮流-海床-水轮机间的相互作用数值模型.模型中考虑水轮机叶片的旋转作用,通过海床表面的数据交换实现波流子模型和海床子模型的单向耦合,采用雷诺平均的纳维-斯托克斯(RANS)方程来控制水动力非线性运动,同时采用Biot理论方程描述多孔介质中固体和孔隙流体的相互作用.基于该模型研究了波流作用下潮流能水轮机单桩基础周围土体响应特性,分析了波流作用下土体液化风险.模拟结果表明,水轮机叶片的旋转使桩前波压力增大了 75％,桩后波高增大了 25％,波浪引起的孔隙水压力增大了 24％,yz剪切应力增大了 230％,桩后土体液化深度增大了 50％.

关键词：单桩基础、波流作用、潮流能水轮机、OpenFOAM、海床动力响应

所属期刊栏目：40

分类号：P743.1;TU473.1(海洋资源与开发)

资助基金：国家自然科学基金51879098

在线出版日期：2023-10-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：88-95,102