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| 編輯推薦： |
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本书为中国海洋大学教授、博士生导师方辉等基于相关课题研究得出的成果，对海上风电场的各类事故发生机理、后评估指标及维护方案给出了明确指导。
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| 內容簡介： |
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本书主要内容分为九章，包括海上风电发展概述、海上风电场船舶碰撞评估方法与标准、基础极限强度与事故后评估、海上风机支撑结构典型构件低速冲击试验、风机基础整体推倒试验、事故后风机基础的修复与评估、塔筒的事故后评估与修复、智能检测技术在后评估中的应用、总结。本书可供海上风电场领域的研究人员，以及设计、建设与运行维护方面的工程技术人员参考，也可供相关专业的学生作为拓展学习资料。
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| 關於作者： |
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方辉，博士，中国海洋大学工程学院教授、博导，山东省泰山学者青年专家，主要从事海上能源与基础设施的科研与设计工作。获省部级科学技术奖3项，发表论文100余篇，获得发明专利10余项。马兆荣，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司院级资深专家，兼任中国电力规划设计协会土水专委会委员，主要从事火电、核电及海上风电的研究工作。获省部级科学技术奖7项，编制多部国家及行业标准，获得发明专利30余项，发表论文20余篇。元国凯，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司设计总工程师兼风能技术中心副主任，中电工程海上风电技术中心主任工程师，拥有丰富的海上风电场关键技术研发及项目管理经验。获省部级科技进步奖3项，发表论文30余篇，获得发明专利20余项。王洪庆，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司高级工程师，从事海上风机基础结构设计与研究工作。公开发表本专业论文15篇，获得12项发明及实用新型专利，获得*、省部级及厅级科研奖2项。
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| 目錄：
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1海上风电发展概述(1)
1.1海上风电技术(2)
1.2船撞事故(4)
1.3海上风电发展趋势(5)
2海上风电场船舶碰撞评估方法与标准(9)
2.1风电单桩基础结构及导管架极限强度研究方法及标准(10)
2.2船舶碰撞海上风电基础及导管架的评估方法与标准(13)
3基础极限强度与事故后评估(19)
3.1海上风电基础受损后剩余极限强度研究现状(20)
3.2风机基础极限强度与撞船事故后结构风险实例评估(20)
3.3风机基础结构撞船实例分析(67)
4海上风机支撑结构典型构件低速冲击试验(131)
4.1典型构件低速冲击数值模拟试验(132)
4.2典型构件低速冲击物理模拟试验(147)
4.3落锤冲击数值模拟试验与物理模拟试验对比(161)
5风机基础整体推倒试验(171)
5.1试验背景及目的(172)
5.2试验场地、设备(172)
5.3试验设计(173)
6事故后风机基础的修复与评估(187)
6.1受损结构修复与加固方法以及力学评价(188)
6.2风机基础拆除过程稳定性研究(194)
7塔筒的事故后评估与修复(203)
7.1塔筒建模及计算方法(204)
7.2基础段受力分析(215)
7.3风机基础倾斜状态(224)
8智能检测技术在后评估中的应用(227)
8.1卷积运算(228)
8.2数据标准化(232)
8.3非线性激活(233)
8.4正则化(236)
8.5损失函数(237)
8.6交叉熵(239)
8.7基于VGG16的导管架结构探伤(239)
9总结(247)
参考文献(252)
附录A基础防撞有限元分析方法(259)
附录B导管架防撞有限元分析方法(263)
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| 內容試閱：
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前言 我国东南沿海常年受台风侵袭，海上风电结构船撞事故风险高，由于缺少设计后评估公开报告，难以判断工程安全及经济性；建立海上风电基础结构事故后可用性评估方法，对于未来广东省海上风电设计优化及海上风电保险发展都具有直接意义。本项目发展事故后海上风电基础结构承载性能分析的建模和模拟体系，重点解决海洋多场作用下船撞过程及损伤结构非线性计算关键问题，实现初始设计、船撞过程和损伤后结构性能一体化对比评估。成果概况如下。 (1)环境-结构-土体耦合船撞海上风电基础结构评估方法：全面考虑船撞海上风电基础结构过程中材料、几何、接触、桩土非线性的设置，引入等效环境荷载，发展了船撞结构过程及结构承载性能模拟方法，实现结构设计、船撞损伤与剩余承载一体化计算和评估。 (2)打桩过程及附件疲劳断裂CEL建模和模拟方法：采用CEL技术解决打桩过程中出现的网格畸变问题，并采用无限元方法处理边界反射导致的计算误差，实现了大动能作用桩基贯入和附件断裂模拟。 (3)海上风电基础结构船撞后修复方案及评估方法：采用膨胀式灌浆卡箍对损伤结构进行修复，实现典型节点和导管架未损伤、损伤和损伤后修复结构承载性能模拟，给出了修复后结构承载性能评估方法。 (4)海上风电基础结构船撞后拆除方案及评估方法：基于前述研究实施了船撞导管架拆除模拟，给出了多类拆除流程的稳定性指标，提出拆除作业划分方法和作业建议。 (5)典型结构低速撞击和损伤后结构极限承载试验：通过落锤冲击试验得到导管架典型构件损伤程度与冲击能量的关系，冲击力与构件被冲击后形成的凹陷深度的关系，将结果与数值模拟结果进行对比，建立了半经验解析公式；以高性能动态作动器对导管架比例模型进行位移加载，使结构产生局部塑性、大范围屈服直至整体失效，验证了结构整体失效机制和前述数值评估方法的适用性。 (6)单桩及导管架基础船撞损伤评估企业标准：对照国内外重要规范，针对工程实际总结了单桩及导管架船撞有限元分析流程，针对基础自身特性给出了破坏形态与指标。
1海上风电发展概述
1.1海上风电技术
现代工业中使用的资源多为不可再生资源，例如煤、石油等。该类资源对未来社会的可持续发展产生了一定的阻碍，不符合当下所倡导的绿色发展的新理念。不仅如此，这类资源为人类社会发展提供动力的同时，还造成了环境污染。为迎合新时代绿色发展理念，践行可持续发展的战略要求，近年来，人类开始发展新型能源，需求也越来越大。海上风电资源就是可持续发展的重要项目之一。
为抑制气候变暖，实现碳中和的目标，全球人类都在努力追求着新的绿色能源，过去一段时间光伏和风电是主要的形式。然而，陆地上的光伏和风电有着种种制约条件，例如占地面积大、噪声污染等，而海洋却解决了这一问题，因此海上风电事业开始在全世界范围内快速发展。
近年来，世界各国海上风电事业的发展极为迅速，海上风电场的增加速度正在稳步上升。根据世界海上风电论坛2020年发布的官方数据，2019年全球总共新增装机容量达到5.2 GW，主要在中国以及德国、英国、比利时、丹麦等欧洲沿海(图11、表11)地区。截至2019年12月，全球总共已经建成并投入运行的海上风电场的数量为146个，已投入运行的装机容量达27.2 GW，比2018年增长23.4%。
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