横纵振荡对风电桩基局部冲刷的影响机理

来源：振动与冲击杂志2024年第18期北京时间：

作者：苏纯浩，赵振宙,，刘一格，刘岩，王丁丁，凌子焱，罗乔

单位：1. 河海大学能源与电气学院，南京211100；2. 河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心，南京211100；3. 南京工业职业技术大学江苏风力发电工程技术中心，南京210023

摘要：海上风电桩基的振荡对其局部冲刷的影响不容忽视。本文采用VOF两相流模型，对横纵振荡的风电桩基进行数值模拟。分析不同频率、振幅下的桩前和桩侧对称面在周期内流场分布、马蹄涡系变化和床面剪切应力，探究振荡桩基对局部冲刷的影响机理。研究结果表明，在振荡周期内，纵向振荡桩基桩前对称面内产生回流，在T/2时刻马蹄涡达到最大且床面剪切应力最大，不改变桩侧对称面内水流流动；横向振荡桩基会延展桩侧马蹄涡系，在T/2时刻马蹄涡最大但床面剪切应力最小，T时刻最大，不改变桩前对称面内水流流动。横向、纵向振荡会增大桩前和桩侧的床面剪切应力，加剧局部冲刷，当A=5 mm、f=2 Hz时，纵向振荡桩前对称面剪切应力较静止约增大0.75%，桩侧对称面约增大7%；横向振荡桩前对称面约增大2.5%；桩侧对称面约增大10%。<br>

关键词：近海风电；冲刷；振荡；马蹄涡；剪切应力；