1. 本选题研究的目的及意义
随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，开发清洁可再生能源已成为世界各国的共识。
海上风电作为一种潜力巨大的可再生能源，近年来得到了快速发展。
而海上风电机组基础作为支撑风电机组运行的关键部件，其结构设计对于保证风电机组的安全稳定运行至关重要。
2. 本选题国内外研究状况综述
海上风电技术起源于欧洲，以英国、德国、丹麦等国家起步较早，技术较为成熟。
近年来，随着全球对清洁能源需求的增加，海上风电在全球范围内得到迅速发展，中国、美国、日本等国家也积极投入到海上风电技术的研发和应用中。
在海上风机基础方面，目前主要有三种类型：重力式基础、单桩基础和导管架基础。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题将针对5MW海上风机，进行导管架基础结构设计，主要研究内容包括：
1.确定风机基本参数和载荷：收集5MW海上风机的整机参数，包括叶轮直径、轮毂高度、运行工况等，并根据相关标准和规范，计算风机在正常运行、极端工况和事故工况下的载荷，例如风载荷、波浪载荷、地震载荷等。
2.确定环境载荷：收集风电场所在海域的环境条件数据，包括风速、波高、流速、水深、地质条件等，并根据相关标准和规范，计算作用在导管架基础上的环境载荷。
3.进行导管架结构设计：根据风机载荷和环境载荷，选择合适的导管架结构形式，并确定其主要尺寸参数，例如桩腿直径、跨距、高度等。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，并遵循以下步骤进行：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解海上风机导管架基础设计领域的研究现状、发展趋势以及相关规范和标准，为本研究提供理论基础和技术参考。
2.模型建立与分析阶段：根据5MW海上风机的基本参数和环境条件，建立导管架基础的数值模型，并利用ANSYS、ABAQUS等有限元分析软件，对基础结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析，以评估其强度、稳定性和疲劳寿命。
3.参数优化与方案设计阶段：根据数值模拟结果，对导管架基础的结构参数进行优化，例如桩腿直径、壁厚、跨距等，以提高其安全性和经济性。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于：
1.针对5MW海上风机特点，进行定制化的导管架基础结构设计，以提高其安全性和经济性。
2.结合数值模拟和实验验证，对导管架基础的强度、稳定性和疲劳性能进行综合评估，以提高设计方案的可靠性。
3.优化导管架基础的结构参数，例如桩腿直径、壁厚、跨距等，以降低基础造价和施工难度。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 王 栋, 刘 峰, 赵 伟, 等. 海上风电机组基础型式及发展趋势[J]. 水利水电技术, 2017, 48(11): 21-27.
2. 郭 巍, 李 昕, 王 进. 海上风电基础形式研究现状与展望[J]. 港工技术, 2020, 57(6): 1-6.
3. 王贵玲, 李 昕, 赵 伟, 等. 海上风电机组基础结构研究进展[J]. 水利水电技术, 2021, 52(S1): 339-345.
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