风电安装沉桩过程中的桩体声辐射特性分析开题报告

全文总字数：3959字

1. 研究目的与意义（文献综述）

人类的海洋开发活动日趋频繁,海洋工程在给人类带来巨大利益的同时,也带来了海洋环境问题。人类活动引发的海洋噪声问题已经在国际社会上引发了广泛关注。

海上风电场多指水深10米左右的近海风电。与陆上风电场相比，海上风电场的优点主要是不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风能密度大，在相同的地理位置，利用小时数高出20％至70％。根据国家发展规划，到2020年，海上风电开工建设1000万kw，确保建成500万kw。

钢管桩作为一种圆柱壳结构，在海上风电场施工方案中被广泛应用。海上风电安装使用打桩船对管桩水上沉桩施工时，管桩桩壁在锤头冲击荷载的作用下，结构发生振动，向海水辐射水下声压，高频噪声对周围海洋生物具有不同程度的伤害，损伤其听力系统甚至导致死亡，对工作人员健康的影响也不容忽视。因此研究水下钢管桩振动及声辐射特性对海洋工程和海洋物保护具有重要意义。本论文拟基于有限元等方法，模拟、分析、计算出水下钢管桩的振动和声辐射特性，并得出相关结论。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容：

采用有限元软件对流体中的圆柱壳结构进行动力学模型建立，对瞬态冲击激励下的圆柱壳结构的瞬态振动进行计算分析，讨论结构参数、激励力偏心及嵌入饱和土介质深度等对瞬态振动特性的影响，另对瞬态冲击激励下的圆柱壳结构的声辐射特性进行计算分析，讨论复杂物理环境对圆柱壳声辐射特性的影响，并基于声场分布情况，划分不同的声域。

3. 研究计划与安排

第1周-第2周：阅读文献，完成开题报告

第3周-第4周：熟悉有限元软件comsol

第5周：学习有限元建模

4. 参考文献（12篇以上）

[1]曹雷,马运义,黄玉盈.基于riccati传递矩阵法分析水下有限长环肋圆柱壳的声辐射性能[j]. 振动与冲击, 2009, 28(9): 149-154.

[2]陈美霞,骆东平,曹钢,蔡敏波.环肋柱壳振动和声辐射试验分析[j].华中科技大学学报, 2003. 31(4): 102-104.

[3]汤渭霖,何兵蓉.水中有限长加肋圆柱壳体振动和声辐射近似解析解[j].声学学报, 2001. 26(1): 1-5.